DE69734927T2

DE69734927T2 - DIGITAL SIGNAL PROCESSING

Info

Publication number: DE69734927T2
Application number: DE69734927T
Authority: DE
Inventors: Anthony Gerald Beoley Redditch ROBINSON
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2017-07-10
Also published as: AU3548897A; DE69734927D1; EP0913061B1; EP0913061A1; GB9614927D0; JP2000515339A; US6374202B1; WO1998003023A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gestaltung eines Telekommunikationsnetzes aus Knoten und Verbindungen.The The present invention relates to a method for designing a Telecommunication network of nodes and connections.

Einführungintroduction

Es gibt zahlreiche Beispiele von Versorgungs(Utility)-Dienstnetzen, die eine Vielzahl von Knoten (nodes) aufweisen, die durch eine Vielzahl von Verbindungen (links) miteinander verbunden sind. Dienste werden zwischen Knoteneinrichtungen an den Knoten entlang den Verbindungseinrichtungen übergeben. Beispiele derartiger Netze umfassen Stromversorgungsnetze, in denen die Verbindungen Hochspannungsstromkabel aufweisen und die Knoten Kraftwerke, Generatoren, Umspannstationen und ähnliches aufweisen; Wasserversorgungsnetze, in denen die Knoteneinrichtungen Reservoire, Absperrvorrichtungen, Wassertürme und Kundenstandorte aufweisen und die Verbindungen Versorgungsleitungen aufweisen; Gasversorgungsnetze, wobei die Knoteneinrichtungen Meeresplattformen, Speichertanks, Kundenstandorte, Verteilungszentren und Absperrvorrichtungen aufweisen und die Verbindungen Gaspipelines aufweisen; überörtliche Straßennetze, in denen die Knoten Städte oder Ortschaften aufweisen und die Verbindungen Strassen aufweisen, und ähnlich Eisenbahnnetze und Netze von Fluggesellschaften, und insbesondere Kommunikationsnetze, wie ein Computernetz, in dem die Knoten Computer-Einrichtungen aufweisen können und die Verbindungen Kommunikationsverbindungen aufweisen können, oder Fernsprechdienstkommunikationsnetze, in denen die Knoten Vermittlungseinrichtungen aufweisen können und die Verbindungen terrestrische, unterseeische, in der Luft befindliche oder Satelliten-Kommunikationskanäle aufweisen können.It gives numerous examples of utility networks, having a plurality of nodes formed by a plurality of nodes connected by links (left). Services are between Passing node devices at the nodes along the connecting devices. Examples of such networks include power grids in which the connections have high voltage power cables and the nodes Have power plants, generators, substations and the like; Water supply networks, in which the node devices reservoirs, shut-off devices, water towers and customer locations and the connections have utility lines exhibit; Gas supply networks, where the nodes are marine platforms, Storage tanks, customer sites, distribution centers and shut-off devices and the compounds have gas pipelines; on local Road networks, in which the nodes cities or towns and the connections have roads, and similar railway networks and networks of airlines, and in particular communication networks, like a computer network in which the nodes have computer facilities can and the connections may comprise communication links, or Telephone service communication networks in which the nodes are switching equipment can have and the connections terrestrial, undersea, in the air or satellite communication channels.

Betrachtet man das Beispiel des Fernsprechdienstnetzes weist ein herkömmliches Telekommunikationsnetz eine Vielzahl von Vermittlungsstellen zum Verbinden und Weiterleiten von Kommunikationskanälen zwischen Kundenstandorten und eine Vielzahl von Kommunikationsverbindungen auf, welche die Vermittlungsstellen und die Kundenstandorte verbinden. Ein Kundenstandort kann ein einzelnes Teil an Einrichtung aufweisen, zum Beispiel einen einzelnen Telefonapparat, oder er kann eine Telefonzentrale (switchboard facility) in den Räumlichkeiten eines Kunden aufweisen, die ermöglicht, das ankommende Anrufe an eine Vielzahl von einzelnen Telefonapparate geleitet werden.considered the example of the telephone service network has a conventional one Telecommunications network a variety of exchanges to Connect and forward communication channels between customer sites and a plurality of communication links including the Connecting exchanges and customer sites. A customer location may comprise a single piece of equipment, for example one single telephone, or he can switchboard facility) in the premises of a customer that enables the incoming calls to a variety of individual telephone sets be directed.

Wo es erforderlich ist, einen neuen Kundenstandort mit einem existierenden Kommunikationsnetz zu verbinden, oder wo es erforderlich ist, ein Kommunikationsnetz an einem Standort von Grund auf aufzubauen (ein Netz „auf einer grünen Wiese"), wird die Gestaltung des neuen Netzes oder die Gestaltung der Modifizierung des Netzes herkömmlicherweise von einem menschlichen Gestalter oder einer Gruppe von Gestaltern durchgeführt. Eine Netzgestaltung ist eine qualifizierte Tätigkeit, die auf menschlicher Fachkenntnis beruht. Es gibt Abschnitte von Netzen, die automatisch gestaltet werden können, sobald die erforderlichen Gestaltungsparameter oder Spezifikationen für das Netz errichtet wurden. Bestimmte Abschnitte eines Netzes können durch existierende Algorithmen und von einem Computer implementierte Gestaltungstechniken gestaltet werden. Trotzdem neigen im Allgemeinen menschliche Netzgestalter dazu, derartige Algorithmen und Techniken als Hilfsmittel bei der Gestaltung eines Netzes zu verwenden, und wenn die menschlichen Netzgestalter nicht überzeugt werden können, dass die Hilfsmittel eine optimale Lösung des Problems einer Netzgestaltung erzeugen, verlassen sich die menschlichen Gestalter im Allgemeinen auf ihre eigene Erfahrung und Intuition bei der Gestaltung eines Netzes, statt sich auf die Algorithmen zu verlassen, um eine Gestaltung für ein vollständiges Netz zu erzeugen.Where It is necessary to create a new customer site with an existing one Communication network, or where necessary, a Building a communication network from scratch at a site (a Net " a green one Meadow "), the Design of the new network or the design of the modification the network conventionally performed by a human designer or a group of designers. A Network design is a skilled activity based on human Expertise. There are sections of networks that automatically can be designed once the required design parameters or specifications for the Network were built. Certain sections of a network can through existing algorithms and computer-implemented design techniques be designed. Nevertheless, in general, human web designers tend to use such algorithms and techniques as aids in the Designing a network to use, and if the human Network designer not convinced can be that the tools are an optimal solution to the problem of network design Generate human designers generally rely on on their own experience and intuition in designing one Net, instead of relying on the algorithms to design for a complete Generate network.

Die Anzahl und Vielfalt von Parametern, die der menschliche Netzgestalter bei der Gestaltung eines Netzes berücksichtigen muss, ist groß. Einige der Parameter, die menschlichen Gestaltern von Telekommunikationsnetzen bekannt sind, umfassen ein Auswählen des Typs von Vermittlungsnetz, zum Beispiel ein Paketvermittlungsnetz (PSN – packet switched network) oder ein leitungsvermitteltes Netz (CSN – circuit switched network), ein Layout der Netztopologie, Verfügbarkeit, Wachstum, Empfindlichkeit (survivability), Zuverlässigkeit, Verzögerung, Leistung, Kosten, Anrufblockierung, Betriebsgüte, Dienstqualität, Netzsprünge (hops), Kapazität, Bandbreite und festes alternatives oder dynamisches alternatives Routing. Ferner erfordern synchrone und asynchrone Netze unterschiedliche Ansätze einer Gestaltungsoptimierung.The Number and variety of parameters that the human web designer to consider in the design of a network is great. Some the parameter, the human designers of telecommunications networks include selecting of the type of switching network, for example a packet-switched network (PSN packet switched network) or a circuit - switched network (CSN - circuit switched network), a network topology layout, availability, Growth, sensitivity (survivability), reliability, Delay, Performance, cost, call blocking, quality of service, quality of service, hops, Capacity, Bandwidth and solid alternative or dynamic alternative Routing. Furthermore, synchronous and asynchronous networks require different ones approaches a design optimization.

Der Artikel „Network constructing Algorithm Based on Link significance Evaluation – NABLE" von Noriyuki Ikeuchi, Electronics and Communications in Japan, Teil 1 – Communications, Vol. 73, Nr. 2, Februar 1990, New York, U.S., Seiten 30 bis 41, offenbart ein automatisiertes Verfahren, das ein Netz hinsichtlich der Kosten einer Bereitstellung seiner Verbindungen optimieren kann.Of the Article "Network Constructing Algorithm Based on Link Evaluation - NABLE "by Noriyuki Ikeuchi, Electronics and Communications in Japan, Part 1 - Communications, Vol. 73, No. 2, February 1990, New York, U.S., pages 30-41 an automated process that costs a network in terms of cost optimize a deployment of its connections.

Genauer, NABLE beginnt mit einem vollständig vermaschten nichthierarchischen Netz von N Knoten und wandelt dieses in ein hierarchisches Netz mit zwei Ebenen um. Der Algorithmus wählt iterativ einen Knoten als Knoten der oberen Ebene des hierarchischen Netzes mit zwei Ebenen durch zuerst Bewerten der Verbindungen, um eine heuristische Funktion, als „Verbindungssignifikanz" bezeichnet, zu erlangen, welche die erhöhten Kosten einer alternativen Route ist, normalisiert durch die Kosten einer direkten Verbindung, wenn die Verbindung die Minimumanzahl von Verbindungsleitungen (trunks) aufweist, die eine gewisse Blockier-Wahrscheinlichkeit vorsehen (0.01 wird als der „standardmäßige" Wahrscheinlichkeitswert vorgesehen), und dann Bewerten der Knoten, um eine „Knotensignifikanz" zu erlangen, welche die Summe der Verbindungssignifikanzwerte für die Verbindungen ist, die von „Shortcut" zu „Backbone" befördert werden können, wenn der Knoten von der unteren Ebene zu der oberen Ebene befördert wird.More accurate, NABLE starts with a complete meshed non-hierarchical network of N nodes and transforms this into a hierarchical network with two levels around. The algorithm selects iteratively a node as an upper-level node of the hierarchical network with two levels by first rating the connections to one heuristic function, called "connection significance", to obtain which the raised Cost of an alternative route is normalized by the cost a direct connection if the connection is the minimum number of trunks having some blocking probability (0.01 is considered the "default" probability value provided), and then evaluating the nodes to obtain a "node significance" which is the sum of the connection significance values for the connections that from "Shortcut" to "Backbone" can, when the node is being transported from the lower level to the upper level.

Jeder Knoten der unteren Ebene wird dann einem Knoten der oberen Ebene zugewiesen, der auf der Basis des höchsten Verbindungssignifikanzwerts der jeweiligen Verbindungen zwischen dem Knoten der unteren Ebene und den Knoten der oberen Ebene ausgewählt wird. Nach der Neuzuweisung der Knoten der unteren Ebene werden die Netzkosten bewertet und nach einer vorgegebenen Anzahl von Iterationen wird das Netz mit den niedrigsten Kosten ausgewählt.Everyone Lower level node then becomes a top level node assigned based on the highest connection significance value the respective connections between the node of the lower level and the node of the upper level is selected. After the reassignment the node of the lower level will be assessed the network cost and after a given number of iterations, the network will be with the lowest cost selected.

Die Veröffentlichung „Topological Design of Local-Area Networks Using Genetic Algorithms" von Reuven Elbaum und Moshe Sidi, IEEE/ACM Transactions On Networking, Vol. 4, Nr. 5, Oktober 1995, offenbart einen Algorithmus zur Gestaltung von LANs mit dem Ziel einer Minimierung der durchschnittlichen Netzverzögerung. Ein heuristischer Algorithmus wird verwendet, der auf genetischen Ideen basiert.The Publication "Topological Design of Local-Area Network Using Genetic Algorithms "by Reuven Elbaum and Moshe Sidi, IEEE / ACM Transactions On Networking, Vol. 4, No. 5, October 1995, discloses an algorithm for designing LANs with the aim of minimizing the average network delay. A heuristic algorithm is used that is based on genetic Ideas based.

Der Algorithmus arbeitet auf einem Satz von angebotenen Lösungen, als „Population" bezeichnet. Jede Lösung, als „Individuum" bezeichnet, kann eine Lösung des Lösungsraums sein, die von einem String dargestellt wird, der drei „Chromosomen" aufweist; das heißt, ein Konfigurations-Chromosom, das eine „übergreifender Baum"(spanning tree)-Konfiguration beschreibt, ein Cluster- Chromosom, das die Verteilung von Benutzern in Cluster beschreibt, und ein Cluster-Reihenfolge-Chromosom, das die Reihenfolge einer Cluster-Zuweisung auf dem übergreifenden Baum beschreibt. Unterschiedliche Lösungen werden in unterschiedliche Chromosomenwerte codiert. Der Lösungsraum wird durchsucht, um das Optimum für eine „Zielfunktion" zu finden. Jedes Individuum, das eine Lösung darstellt, wird von der Zielfunktion bewertet. Der entstehende Wert wird als der „Tauglichkeitswert" der Lösung bezeichnet.Of the Algorithm works on a set of offered solutions, referred to as "population." Each Solution, as "individual", can a solution of the solution space which is represented by a string having three "chromosomes", that is, one Configuration chromosome that has a spanning tree configuration describes a cluster chromosome, which describes the distribution of users in clusters, and a Cluster order chromosome showing the order of a cluster assignment on the overarching Tree describes. Different solutions will be different Chromosome values coded. The solution room is searched to find the optimum for a "goal function." Each Individual, that is a solution is evaluated by the objective function. The resulting value is referred to as the "fitness value" of the solution.

Die aktuelle Population von Chromosomen-Strings wird entwickelt, wodurch eine neue Generation mit höherer Tauglichkeit erzeugt wird, unter Verwendung von drei Operatoren, Reproduktion, Kreuzung (crossover) und Mutation, die auf die Chromosomen angewendet werden. Die Tauglichkeitswerte der von den neuen Individuen dargestellten Netze werden von der Zielfunktion bewertet, die neue Generation ersetzt die aktuelle Generation und der Algorithmus wird wiederholt. Der Algorithmus endet nach einer festen Anzahl von Generationen oder wenn ein gewähltes Kriterium, wie der beste individuelle Zielfunktionswert, eine Schwelle erreicht.The current population of chromosome strings is being developed, thereby a new generation with higher Fitness is generated, using three operators, Reproduction, crossing (crossover) and mutation affecting the chromosomes be applied. The fitness levels of the new individuals networks are evaluated by the objective function, the new ones Generation replaces the current generation and the algorithm will repeated. The algorithm ends after a fixed number of generations or if an elected Criterion, such as the best individual objective function value, a threshold reached.

Insbesondere erzeugt der Algorithmus zur Gestaltung eines untereinander verbundenen Netzes von P-Clustern die Konfigurations-Chromosomen für die Individuen der ersten Population durch zuerst Erzeugen von „übergreifender Baum"-Strukturen mittels zufälligen Auswählens von P-Label von einem vollständigen Huffman-Baum einer Tiefe P/2, bei dem jeder Knoten (P-1) Söhne aufweist; Paaren jedes Knotens der gewählten P-Baum-Knoten mit einem entsprechenden der P-Cluster; und „Festlegen" des Baums, so dass jedes Label einen Vater aufweist. Jedes Label, das keinen Vater hat, wird von dem Label des fehlenden Vaters ersetzt. Der feste Baum wird dann in sein entsprechendes Konfigurations-Chromosom umgewandelt.Especially generates the algorithm for designing an interconnected Network of P clusters the configuration chromosomes for the individuals of the first Population by first creating "cross-tree" structures using random selecting from P-label of a complete Huffman tree a depth P / 2 at which each node (P-1) has sons; Pairs each Knot of the chosen P-tree node with a corresponding one of the P-cluster; and "fixing" the tree so that every label has a father. Any label that does not have a father has, is replaced by the label of the missing father. The solid Tree is then converted to its corresponding configuration chromosome.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein Verfahren zur Gestaltung eines Telekommunikationsnetzwerks mit einer Vielzahl von Vermittlungsknoten, die durch eine Vielzahl von Verbindungen miteinander verbunden sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:

(a) Errichten (155) einer anfänglichen aktuellen Population von zufällig erzeugten Baumstrukturen, wobei jede Baumstruktur eine jeweilige entsprechende Netzgestaltung darstellt, durch die Teilschritte (a1) Erzeugen (140) einer Baumstruktur durch (a1.1) zufälliges Auswählen der maximalen Anzahl von Ebenen, welche die Baumstruktur umfassen kann, und, beginnend mit dem Wurzelknoten der Baumstruktur, (a1.2) Definieren der Rolle eines Knotens der Baumstruktur durch zufälliges Auswählen eines Signals eines Satzes von Signalen, einschließlich Vermittlungsknotensignale und Verbindungssignale, wobei jedes Verbindungsknotensignal eine Vielzahl von Argumenten aufweist, wobei jedes Argument einen jeweiligen Baumknoten in einer nächstniedrigeren Ebene der Baumstruktur spezifiziert, (a1.3) Wiederholen des Teilschritts (a1.2) für jedes derartige Argument der Baumstruktur, bis entweder alle Blattknoten der Baumstruktur Vermittlungsknotensignale sind oder ein Wachsen der Baumstruktur die maximale Anzahl von Ebenen überschreiten würde;
(a2) Anwenden einer Netzrealisierbarkeitsprüfung (149) gemäß einem oder mehreren Netzrealisierbarkeitskriteria auf die von der entstehenden Baumstruktur dargestellte Netzgestaltung;
(a3) Auswahl dieser Baumstruktur als ein Element der anfänglichen Population, wenn sie die Netzrealisierbarkeitsprüfung von Teilschritt (a2) passiert;
(a4) zyklisches Wiederholen der Teilschritte (a1) bis (a3), bis die Population eine vorgegebene Größe erreicht;
(b) Bewerten (151) der jeweiligen Tauglichkeitswerte von Netzen, die von Baumstrukturen der aktuellen Population dargestellt werden;
(c) Zuweisen (153) einer Auswahlwahrscheinlichkeit zu jedem der bewerteten entsprechenden Netzgestaltungen gemäß deren jeweiligen Tauglichkeitswerten;
(d) Errichten (155) einer neuen aktuellen Population von Baumstrukturen, die Baumstrukturen aufweist, die durch genetische Evolution aus der alten aktuellen Population von Baumstrukturen erzeugt werden, einschließlich Reproduzieren einer Baumstruktur, die aus der aktuellen Population gemäß ihrer Auswahlwahrscheinlichkeit ausgewählt wird;
(e) zyklisches Wiederholen der Schritte (b), (c) und (d), bis ein Ende-Kriterium erfüllt ist; und
(f) Auswahl der Netzgestaltung mit dem besten Tauglichkeitswert.

According to a first aspect of the present invention there is provided a method of designing a telecommunications network having a plurality of switching nodes interconnected by a plurality of links, the method comprising the steps of:

(a) Building ( 155 ) of an initial current population of randomly generated tree structures, each tree structure representing a respective respective network design through which substeps (a1) generate ( 140 ) a tree structure by (a1.1) randomly selecting the maximum number of levels the tree structure may comprise, and starting with the root node of the tree structure (a1.2) defining the role of a node of the tree structure by randomly selecting a signal of a tree A set of signals, including switching node signals and connection signals, each Ver binding node signal having a plurality of arguments, each argument specifying a respective tree node in a next lower level of the tree structure; (a1.3) repeating substep (a1.2) for each such argument of the tree structure until either all leaf nodes of the tree structure are switching node signals or growing the tree structure would exceed the maximum number of levels;
(a2) applying a network feasibility check ( 149 ) according to one or more network feasibility criteria to the network design represented by the resulting tree structure;
(a3) selecting this tree as an element of the initial population when passing the mesh feasibility check of substep (a2);
(a4) cyclically repeating sub-steps (a1) to (a3) until the population reaches a predetermined size;
(b) Rate ( 151 ) of the respective fitness values of networks represented by tree structures of the current population;
(c) assign ( 153 ) a selection probability to each of the evaluated respective network designs according to their respective fitness values;
(d) building ( 155 ) a new current population of tree structures having tree structures generated by genetic evolution from the old current population of tree structures, including reproducing a tree structure selected from the current population according to its probability of selection;
(e) cycling steps (b), (c) and (d) until an end criterion is met; and
(f) Selection of the network design with the best suitability value.

Vorzugsweise weist der Bewertungsschritt (b) die Teilschritte auf:

(b1) Anwenden einer Netzrealisierbarkeitsprüfung (149) gemäß einem oder mehreren Netzrealisierbarkeitskriteria auf die von den Baumstrukturen der aktuellen Population dargestellten Netze; und
(b2) Bewerten (151) der jeweiligen Tauglichkeitswerte nur der Netze, welche die Netzrealisierbarkeitsprüfung von Teilschritt (b1) bestehen.

Preferably, the evaluation step (b) comprises the substeps:

(b1) applying a network feasibility check ( 149 ) according to one or more network feasibility criteria to the networks represented by the tree structures of the current population; and
(b2) Rate ( 151 ) of the respective fitness values of only the networks which pass the network feasibility check of substep (b1).

Der Bewertungsschritt (b) kann ein Überprüfen der Tauglichkeitswerte hinsichtlich eines vorgegebenen Tauglichkeitskriteriums aufweisen, wobei der Zuweisungsschritt (c) und die genetische Evolution von Schritt (d) nur auf den Individuen durchgeführt wird, deren entsprechende Netzgestaltungen diese Tauglichkeitsprüfung bestehen.Of the Assessment step (b) may include checking the Suitability values with regard to a given suitability criterion wherein the assigning step (c) and the genetic evolution of step (d) is performed only on the individuals whose corresponding Network designs pass this suitability test.

Vorzugsweise weist das vorgegebene Tauglichkeitskriterium Kosten auf.Preferably the given suitability criterion has costs.

Vorzugsweise haben für jede der Baumstrukturen einer aktuellen Population die Vermittlungsknotensignale jeweilige Baumknotenidentifizierer gemäß einer bestimmten auf den relevanten Baum angewendeten Baumdurchlaufvereinbarung spezifiziert, und die Verbindungssignale haben jeweilige Baumknotenidentifizierer gemäß dieser Baumdurchlaufvereinbarung spezifiziert, und der Schritt (d) weist die Teilschritte auf:

(d1) Austauschen eines Teilbaums einer ersten der Baumstrukturen mit einem Teilbaum einer zweiten der Baumstrukturen, wobei die erste und die zweite Baumstruktur als Eltern-Baumstrukturen bezeichnet werden, und dadurch Erzeugen von zwei Nachkommen-Baumstrukturen der neuen aktuellen Population, wobei in den Nachkommen-Baumstrukturen jedes Vermittlungsknotensignal und jedes Verbindungssignal seinen jeweiligen Baumknotenidentifizierer behält, als Eltern-spezifizierter Identifizierer bezeichnet, entsprechend der Eltern-Baumstruktur, von der das Signal genommen wurde;
(d2) Verifizieren für jede der neu erzeugten Nachkommen-Baumstrukturen, dass jedes der Vermittlungsknotensignale und Verbindungssignale der jeweiligen Nachkommen-Baumstruktur einen jeweiligen Eltern-spezifizierten Identifizierer aufweist, der identisch zu dem Identifizierer ist, der als ein entsprechender Nachkommen-spezifizierter Identifizierer bezeichnet wird, der von der Baumdurchlaufvereinbarung für dieses Vermittlungsknotensignal oder Verbindungssignal in der neu erzeugten Nachkommen-Baumstruktur spezifiziert wird; und
(d3) in dem Fall, dass Teilschritt (d2) erfasst, dass ein Vermittlungsknotensignal oder Verbindungssignal einer der Nachkommen-Baumstrukturen einen jeweiligen Eltern-spezifizierten Identifizierer aufweist, der nicht identisch mit dem entsprechenden Nachkommen-spezifizierten Identifizierer ist, Ändern aller Vorkommen des nichti dentischen Eltern-spezifizierten Identifizierers in der Nachkommen-Baumstruktur in den entsprechenden Nachkommen-spezifizierten Identifizierer.

Preferably, for each of the tree structures of a current population, the switch node signals have specified respective tree node identifiers according to a particular tree pass agreement applied to the relevant tree, and the connection signals have specified respective tree node identifiers according to that tree pass agreement, and step (d) comprises the substeps of:

(d1) exchanging a subtree of a first of the tree structures with a subtree of a second of the tree structures, wherein the first and second tree structures are referred to as parent tree structures, and thereby generating two progeny tree structures of the new current population, wherein in the progeny Tree structures each switch node signal and each link signal retains its respective tree node identifier, referred to as parent-specified identifier, corresponding to the parent tree from which the signal was taken;
(d2) for each of the newly generated progeny tree structures, verifying that each of the child node signals and link signals of the respective progeny tree has a respective parent-specified identifier that is identical to the identifier referred to as a corresponding progeny-specified identifier, specified by the tree pass agreement for this switch node signal or link signal in the newly created descendant tree; and
(d3) in the case that substep (d2) detects that a switch node signal or link signal of one of the progeny tree structures has a respective parent-specified identifier that is not identical to the corresponding offspring-specified identifier, changing all occurrences of the non -identical identifier Parent-specified identifier in the progeny tree in the corresponding progeny-specified identifier.

Vorzugsweise sind für jede der Baumstrukturen der aktuellen Population die zugewiesenen Baumknotenidentifizierer der Vermittlungsknotensignale sequentielle Indices und die zugewiesenen Baumknotenidentifizierer der Verbindungssignale sind sequentielle Indices.Preferably are for each of the tree structures of the current population is assigned Tree node identifier of the switching node signals sequential Indices and the assigned tree node identifiers of the connection signals are sequential indices.

Vorzugsweise weist jedes Verbindungssignal ein linkes Argument und ein rechtes Argument auf und kann entweder ein Verbindungssignal oder ein Graft-Signal sein; jedes der Argumente des Verbindungssignals kann ein Vermittlungsknotensignal oder ein Verbindungssignal sein; und jedes der Argumente des Graft(„Sprössling")-Signals kann ein Graft-Signal oder ein Verbindungssignal sein.Preferably Each link signal has a left argument and a right one Argument on and can be either a connection signal or a graft signal be; each of the arguments of the connection signal may be a switching node signal or a connection signal; and any of the arguments of the graft signal can be Graft signal or a connection signal.

Die Verbindungssignale können eine Information über physikalische Verbindungseinrichtungen und ihr Verbindungsmuster mit Vermittlungseinrichtungen beschreiben und die Graft-Signale können die Verbindung von physikalischen Verbindungen oder Teilnetzen an Vermittlungsknoteneinrichtungen bezeichnen.The Connection signals can an information about physical connection devices and their connection pattern describe with switching equipment and the graft signals can the connection of physical links or subnets Refer to switching node devices.

In den Verfahren gemäß den vorhergehenden zwei Paragraphen weist vorzugsweise der Teilschritt (a2) zum Umwandeln einer Baumstruktur in die Netzgestaltung, die sie darstellt und auf welche die Netzrealisierbarkeitsprüfung angewendet wird, die Teilschritte auf:

(a2.1) Durchlaufen der Baumstruktur und bei Antreffen eines von einem Verbindungssignal gebildeten Baumknotens;
(a2.2) wenn dieses Verbindungssignal ein Graft-Signal ist, Suchen jeweiliger Teilbäume, die von den linken und rechten Argumenten dieses Verbindungssignals gebildet werden, um jede dazwischen existierende Verbindung zu finden, (a2.2.1) wenn keine derartige Verbindung zwischen den jeweiligen Teilbäumen gefunden wird, Erzeugen einer neuen Verbindung zwischen einem externen Baumknoten von einem der jeweiligen Teilbäume und einem externen Baumknoten von dem anderen der jeweiligen Teilbäume;
(a2.3) wenn dieses Verbindungssignal ein Verbindungssignal ist, Suchen der jeweiligen Teilbäume, um jede existierende Verbindung zwischen einem ersten Vermittlungsknotensignal des Teilbaums, der von dem linken Argument dieses Verbindungssignal gebildet wird, und einem zweiten unterschiedlichen Vermittlungsknotensignal des jeweiligen Teilbaums, der von dem rechten Argument dieses Verbindungssignal gebildet wird, zu finden, (a2.3.1) wenn keine derartige Verbindung zwischen den ersten und zweiten Vermittlungsknotensignalen gefunden wird, Erzeugen einer neuen Verbindung zwischen den ersten und zweiten Vermittlungsknotensignalen; und
(a2.4) wenn kein zweites unterschiedliches Vermittlungsknotensignal in dem Teilbaum gefunden wird, der von dem linken Argument dieses Verbindungssignal gebildet wird, umwandeln des Verbindungssignals in ein Graft-Signal und Durchführen von Teilschritt (a2.2).

In the methods according to the previous two paragraphs, preferably the substep (a2) for converting a tree structure into the network design which it represents and to which the network feasibility check is applied comprises the substeps of:

(a2.1) traversing the tree structure and upon encountering a tree node formed by a connection signal;
(a2.2) if this connection signal is a graft signal, look for respective subtrees formed by the left and right arguments of this connection signal to find each connection existing therebetween (a2.2.1) if no such connection exists between the respective ones Partial trees is found, generating a new connection between an external tree node of one of the respective subtrees and an external tree node of the other of the respective subtrees;
(a2.3) if this connection signal is a connection signal, searching for the respective subtrees to identify any existing connection between a first switching node signal of the subtree constituted by the left argument of this connection signal and a second different switching node signal of the respective subtree selected from the one to find the right argument of this connection signal, find (a2.3.1) if no such connection is found between the first and second switching node signals, generating a new connection between the first and second switching node signals; and
(a2.4) if no second different switching node signal is found in the subtree formed by the left argument of this link signal, converting the link signal into a graft signal and performing substep (a2.2).

Vorzugsweise weist der Teilschritt (a2.2.1) auf eine Auswahl der externen Baumknoten der jeweiligen Teilbäume auf der Basis der kürzesten physikalischen Entfernung zwischen tatsächlichen Telekommunikationsnetzknoten, die von externen Baumknoten der jeweiligen Teilbäume dargestellt werden.Preferably the sub-step (a2.2.1) points to a selection of the external tree nodes the respective subtrees on the basis of the shortest physical distance between actual telecommunications network nodes, which are represented by external tree nodes of the respective subtrees.

Mehr Vorzugsweise weist in dem Teilschritt (a2.2.1), wenn die kürzeste physikalische Entfernung größer als ein vorgegebener Wert ist, die Erzeugung einer neuen Verbindung zwischen den ausgewählten externen Baumknoten ein Erzeugen eines Baumknotens auf, der von einem Vermittlungsknotensignal gebildet wird und einen Vermitt lungsknoten zwischen den tatsächlichen Telekommunikationsnetzknoten darstellt, die von externen Baumknoten der jeweiligen Teilbäume dargestellt werden.More Preferably, in the substep (a2.2.1), if the shortest physical Distance greater than a predetermined value is the creation of a new connection between the selected external tree node generating a tree node, the of a switching node signal is formed and a switching node between the actual Telecommunication network node represents that of external tree nodes the respective subtrees being represented.

Verbindungssignale können verwendet werden, um Teilbäume zu erzeugen, und Graft-Signale können verwendet werden, um die Teilbäume in eine Gesamtbaumstruktur mit einer einzelnen Wurzel zu verbinden.link signals can used to subtrees and graft signals can be used be to the subtrees to connect into a total tree structure with a single root.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein Computer-lesbares Medium mit Computer-ausführbaren Programmanweisungen zur Durchführung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.According to one Second aspect of the present invention provides a computer readable Medium with computer-executable Program instructions for execution a method according to the first Aspect of the present invention.

Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein Computersystem, das zur Durchführung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung programmiert ist.According to one third aspect of the present invention provides a computer system, that to carry out a method according to the first Aspect of the present invention is programmed.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Die Erfindung wird nun auf beispielhafte Weise unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, wobei:The Invention will now be described by way of example with reference to FIG the following drawings are described, wherein:

1 ein funktionales Layout einer Hardware zum Implementieren eines bevorzugten Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 Figure 3 shows a functional layout of a hardware for implementing a preferred method according to the present invention;

2 einen allgemeinen Überblick eines bevorzugten Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; 2 a general overview of a preferred method according to the present invention;

3 und 4 schematisch ein weiteres Detail eines bevorzugten Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; 3 and 4 schematically show a further detail of a preferred method according to the present invention;

5 eine Konfiguration eines Verbindungssignals zeigt, welches das bevorzugte Verfahren aufweist; 5 shows a configuration of a connection signal having the preferred method;

6 eine weitere Konfiguration eines Verbindungssignals zeigt; 6 shows another configuration of a connection signal;

7 eine weitere Konfiguration eines Verbindungssignals zeigt; 7 shows another configuration of a connection signal;

8 eine Konfiguration eines Graft-Signals gemäß dem bevorzugten Verfahren zeigt; 8th shows a configuration of a graft signal according to the preferred method;

9 eine weitere Konfiguration eines Graft-Signals zeigt; 9 shows another configuration of a graft signal;

10 schematisch einen Betrieb des Verbindungssignals zeigt; 10 schematically shows an operation of the connection signal;

11 schematisch einen Betrieb des Graft-Signals zeigt; 11 schematically shows an operation of the graft signal;

12 eine Baumstruktur gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; 12 shows a tree structure according to an embodiment of the present invention;

13 bis 16 visuelle Anzeigen eines Telekommunikationsnetzes gemäß der Baumstruktur von Fig. darstellen, wie auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt; 13 to 16 represent visual indications of a telecommunications network according to the tree structure of FIG. 1 as displayed on a display device;

17 eine visuelle Anzeige des Netzes zeigt, das von der Baumstruktur von 12 beschrieben wird, wie auf einer Anzeigevorrichtung angezeigt; 17 shows a visual display of the network that is from the tree of 12 described as displayed on a display device;

18 ein Netzgestaltungsproblem zum Verbinden einer Vielzahl von Kundenstandorten darstellt; 18 represents a network design problem for connecting a plurality of customer sites;

19 eine Baumstruktur zeigt, die erzeugt wird, um eine mögliche Lösung für das Netzgestaltungsproblem von 18 vorzusehen; 19 shows a tree structure that is generated to be a possible solution to the network design problem of 18 provide;

20 auf einer Anzeigevorrichtung eine visuelle Anzeige einer Netzkarte darstellt, die eine mögliche Lösung für das Netzgestaltungsproblem von 18 darstellt, wie von dem Baum von 19 beschrieben; 20 represents on a display device a visual display of a network map, which is one possible solution to the network design problem of 18 represents as from the tree of 19 described;

21 eine weitere Baumstruktur zeigt, die erzeugt wird, um eine weitere mögliche Lösung für das Netzgestaltungsproblem von 18 vorzusehen; 21 shows another tree structure that is generated to be another possible solution to the network design problem of 18 provide;

22 auf einer Anzeigevorrichtung eine visuelle Anzeige einer weiteren Netzkarte zeigt, die eine mögliche Lösung für das Netzgestaltungsproblem von 18 darstellt, wie von dem Baum von 21 beschrieben; 22 on a display device shows a visual display of another network card, which is a possible solution to the network design problem of 18 represents as from the tree of 21 described;

23 eine Entwicklung der ersten und der zweiten Baumstruktur der 19 und 21 zeigt, um eine weitere Generation von Nachkommen-Baumstrukturen zu erzeugen; 23 a development of the first and the second tree structure of 19 and 21 to generate another generation of progeny tree structures;

24 visuelle Anzeigen zeigt, wie auf einer Anzeigevorrichtung für Eltern- und Nachkommennetzkarten dargestellt, die von den Eltern- und Nachkommen-Baumstrukturen von 23 beschrieben werden; 24 visual displays, as shown on a parent and progeny network map display device, of the parent and descendant tree structures of 23 to be discribed;

25 eine visuelle Anzeige zeigt, wie auf einer Anzeigevorrichtung für eine zufällig erzeugte Netzkarte als eine erste Generationsversuchslösung für ein zweites Netzgestaltungsproblem dargestellt wird; 25 Figure 4 shows a visual display as displayed on a display device for a randomly generated network card as a first generation trial solution for a second network design problem;

26 auf einer Anzeigevorrichtung eine visuelle Anzeige einer optimierten Netzkarte als eine optimierte Lösung für das zweite Netzgestaltungsproblem darstellt; 26 presenting on a display device a visual display of an optimized network map as an optimized solution to the second network design problem;

27 auf einer Anzeigevorrichtung eine visuelle Anzeige eines Satzes von anfänglichen Netzbeschränkungen und anfänglichen Netzannahmen für ein drittes Netzgestaltungsproblem zeigt; 27 on a display device, display a visual indication of a set of initial network constraints and initial network assumptions for a third network design problem;

28 auf einer Anzeigevorrichtung eine visuelle Anzeige einer anfänglichen Generationsnetzkartendarstellung zeigt, wie von einer durch eine anfängliche Generation zufällig erzeugte Baumstruktur beschrieben wird, einschließlich die Beschränkungen und Annahmen des von 26 beschriebenen Netzes; und 28 on a display device displays a visual indication of an initial generation network map representation, as described by a tree structure randomly generated by an initial generation including the limitations and assumptions of the 26 described network; and

29 auf einer Anzeigevorrichtung eine visuelle Anzeige einer optimierten Lösungsnetzkarte für das dritte Netzgestaltungsproblem mit anfänglichen Netzannahmen zeigt, beschrieben von der Anzeige von 26. 29 shows on a display device a visual display of an optimized solution network map for the third network design problem with initial network assumptions described by the display of 26 ,

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDetailed description the preferred embodiments

Die Erfindung wird nun auf beispielhafte Weise unter Bezugnahme auf die oben identifizierten Zeichnungen beschrieben.The Invention will now be described by way of example with reference to FIG the above identified drawings are described.

Ein allgemeiner Überblick für eine Netzgestaltungsvorrichtung wird in 1 gezeigt, die einen maschinenimplementierten genetischen Prozess zur Optimierung des Netzes mit Knoten und Verbindungen verwendet. Ein physikalisches Netz wird dargestellt als eine zweidimensionale Netzkarte, die eine Vielzahl von Knoten und eine Vielzahl von Verbindungen aufweist. Die Netzgestaltungsvorrichtung kann verwendet werden zum Anordnen von Datensignalen, die eine Gestaltung eines Netzes definieren, das Knoteneinrichtungen und Ver bindungseinrichtungen aufweist, z.B. ein Versorgungsdienstenetz wie ein Gaspipelinenetz, ein Straßennetz, ein Netz von Fluglinien, ein Elektrizitätsversorgungsnetz, ein Wasserverteilungsnetz oder ein Kommunikationsnetz, zum Beispiel ein Computernetz oder ein Telekommunikationsnetz. Hier wird auf beispielhafte Weise die Netzgestaltungsvorrichtung und ihr Betriebsverfahren durch Anordnung von Datensignalen unter Verwendung des Beispiels eines Kommunikationsnetzes und insbesondere eines Telekommunikationsnetzes beschrieben.A general overview for a network design device is given in 1 which uses a machine-implemented genetic process to optimize the network with nodes and links. A physical network is represented as a two-dimensional network map having a plurality of nodes and a plurality of links. The network design apparatus may be used to arrange data signals defining a layout of a network having node devices and interconnection devices, eg, a utility service network such as a gas pipeline network, a road network, a network of airlines, a utility network, a water distribution network, or a communication network, for example a computer network or a telecommunications network. Here, by way of example, the network design device and its method of operation will be described by arranging data signals using the example of a communication network and in particular a telecommunication network.

Die Netzkarte weist auf einen umfassenden Satz von Anweisungen zum Aufbau eines physikalischen Netzes. Die Knoten der Karte stellen Teile von physikalischen Knoteneinrichtungen und ihre Standorte dar. Die Verbindungen der Karte stellen physikalische Telekommunikationsverbindungen dar, zum Beispiel in dem Fall eines Telekommunikationsnetzes Glasfaserkabel, Mikrowellenpfade. Die Netzkarte enthält Daten, welche die physikalischen Standorte von Knoten und Verbindungen relativ zueinander oder relativ zu einer vorgegebenen Geographie darstellen, zusammen mit anderen für das Netz relevanten Charakteristiken, zum Beispiel in dem Fall, wenn die Netzgestaltungsvorrichtung zur Gestaltung eines Telekommunikationsnetzes verwendet wird, enthält die Netzkarte Daten, die Routingtabellen, Verbindungs- und Vermittlungskapazitäten, Dienstfunktionen darstellen, und Daten, die Kosten oder andere Leistungskriterien von Hardware-Komponenten beschreiben. Die Netzkarte kann in elektronischer Form als ein Netzsignal in einem elektronischen Prozessor oder Speicher gespeichert werden.The Network card indicates a comprehensive set of instructions to build a physical network. The nodes of the map represent parts of physical node devices and their locations. The links the card represents physical telecommunications links, for example in the case of a telecommunications network fiber optic cable, Microwave paths. The network card contains data representing the physical Locations of nodes and connections relative to each other or relative to a given geography, along with others for the Network relevant characteristics, for example in the case when the network design device for designing a telecommunications network is used contains the network card data representing routing tables, connection and switching capacities, service functions, and data, the cost or other performance criteria of hardware components describe. The network card can be in electronic form as a network signal be stored in an electronic processor or memory.

Die Vorrichtung in 1 weist auf einen Baumgenerator 140, der Hardwaresignale, die Daten darstellen, die eine physikalische Vermittlungsvorrichtung, Verbindungsvorrichtung, Einrichtungen am Kundenstandort und andere Einrichtungen eines Telekommunikati onsnetzes beschreiben, Netzannahmesignale, die Daten darstellen, die alle anfänglichen Annahmen über den Typ des wahrscheinlich zu gestaltenden Netzes betreffen, und Netzbeschränkungssignale empfängt, die alle erforderlichen Beschränkungen für das Netz darstellen. Der Baumgenerator 140 weist einen Teil eines elektronischen Speichers und einen elektronischen Prozessor auf. Die Hardwaresignale, Netzannahmesignale und Netzbeschränkungssignale können durch Übertragung von einem Signalträger, wie eine Floppy-Disk 141, an einen elektronischen Speicher empfangen werden, der dem Baumgenerator 140 zugewiesen ist. Der Prozessor arbeitet gemäß einem Satz von vorgegebenen Aufbausignalen, die von einem Signalträger, zum Beispiel einer Floppy-Disk 143, eingegeben werden können, um die Hardwaresignale in eine hierarchische Baumstruktur aufzubauen, in der die Hardwaresignale durch Knotensignale und Verbindungssignale eingekapselt werden, wobei die Verbindungssignale die Knotensignale miteinander verbinden.The device in 1 points to a tree generator 140 describing hardware signals representing data representing a physical switching device, connecting device, customer premises equipment and other telecommunication network facilities, network acceptance signals representing data relating to all initial assumptions about the type of network likely to be designed, and network restriction signals, which represent all the necessary restrictions for the network. The tree generator 140 comprises a part of an electronic memory and an electronic processor. The hardware signals, network acceptance signals and network restriction signals may be transmitted by a signal carrier such as a floppy disk 141 , to be received at an electronic memory, the tree generator 140 is assigned. The processor operates in accordance with a set of predefined set-up signals from a signal carrier, for example a floppy disk 143 , can be input to build the hardware signals into a hierarchical tree structure in which the hardware signals are encapsulated by node signals and link signals, the link signals interconnecting the node signals.

Die Knotensignale und Verbindungssignale können in den Baumgenerator über ein Signal-übertragendes Medium, wie eine Floppy-Disk 144, eingegeben werden. Aufgebaute Baumsignale werden an einen Baumsignal-zu-Netzsignal-Konverter 145 übertragen, der die in den Verbindungssignalen und den Knotensignalen enthaltenen Anweisungen implementiert, um einen Satz von Netzsignalen zu erzeugen, die ein physikalisches Telekommunikationsnetz beschreiben. Jedes Baumsignal, das eine jeweilige hierarchische Struktur von Hardwaresignalen, Knotensignalen und Verbindungssignalen beschreibt, wird von dem Baum-zu-Netz-Konverter 145 in ein jeweiliges Netzsignal umgewandelt, das ein einzelnes physikalisches Telekommunikationsnetz darstellt. Das das physikalische Telekommunikationsnetz darstellende Netzsignal weist die Netzkarte in Signalform auf. Der Baumgenerator kann eine große anfängliche Population von Baumsignalen erzeugen, zum Beispiel 500, die in dem Baumspeicher 142 gespeichert werden, und jedes Baumsignal wird von dem Baumsignal-zu-Netzsignal-Konverter 145 in ein jeweiliges Netzsignal umgewandelt, was zu einer großen Population, zum Beispiel 500, von Netzsignalen führt, die jeweils eine jeweilige Netzkarte definieren.The node signals and connection signals may be input to the tree generator via a signal transmitting medium, such as a floppy disk 144 , are entered. Built tree signals are sent to a tree signal-to-network signal converter 145 which implements the instructions contained in the connection signals and the node signals to generate a set of network signals describing a physical telecommunication network. Each tree signal describing a respective hierarchical structure of hardware signals, node signals, and link signals is from the tree-to-network converter 145 is converted into a respective network signal representing a single physical telecommunication network. The network signal representing the physical telecommunication network has the network card in signal form. The tree generator may generate a large initial population of tree signals, for example 500, stored in the tree memory 142 are stored, and each tree signal is from the tree signal to network signal converter 145 converted into a respective network signal, resulting in a large population, for example 500, of network signals each defining a respective network map.

Der Baum-zu-Netz-Konverter 145 weist vorzugsweise einen elektronischen Prozessor auf, der konfiguriert ist, die in den Knotensignalen und Verbindungssignalen enthaltenen Anweisungen zu implementieren. Aus jedem Netzsignal kann eine entstehende visuelle Netzanzeige, welche die Netzkarte darstellt, zur Anzeige auf einer Anzeigevorrichtung 146 abgeleitet werden. Die Netzsignale können einer weiteren elektronischen Verarbeitung unterzogen werden, um sie auf ein Format zu konfigurieren, das zur Anzeige auf der visuellen Anzeigevorrichtung 146 geeignet ist. Alternativ können die Netzsignale konfiguriert werden, um Hardcopy-Darstellungen der von den Netzsignalen dargestellten Netzkarte zum Ausdruck auf einer Druckervorrichtung 147 zu erzeugen. Die Netzsignale können auf einen Signalträger, zum Beispiel eine Floppy-Disk, durch eine geeignete Vorrichtung, wie ein Diskettenlaufwerk 148, heruntergeladen werden. Netzsignale werden von dem Baumsignal-zu-Netzsignal-Konverter 145 an einen Realisierbarkeits-Auswerter 149 übertragen. Der Realisierbarkeits-Auswerter vergleicht das von den Netzsignalen beschriebene Netz mit vorgegebenen Realisierbarkeitskriteriasignalen, die von einem Signalträger, zum Beispiel einer Floppy-Disk 150, in den Realisierbarkeits-Auswerter heruntergeladen werden können.The tree-to-network converter 145 preferably comprises an electronic processor configured to implement the instructions contained in the node signals and connection signals. From each network signal, a resulting visual network indication representing the network card may be displayed on a display device 146 be derived. The network signals may be subjected to further electronic processing to configure them to a format suitable for display on the visual display device 146 suitable is. Alternatively, the network signals may be configured to provide hardcopy representations of the network card represented by the network signals for printing on a printer device 147 to create. The network signals may be applied to a signal carrier, for example a floppy disk, by a suitable device, such as a floppy disk drive 148 to be downloaded. Network signals are from the tree signal to network signal converter 145 to a feasibility evaluator 149 transfer. The realizability evaluator compares the network described by the network signals with predetermined feasibility criteria signals from a signal carrier, for example a floppy disk 150 into which feasibility evaluator can be downloaded.

Netzsignale, die sich innerhalb der von den Realisierbarkeitskriteriasignalen definierten Realisierbarkeitskriteria befinden, werden an einen Tauglichkeits-Auswerter 151 übertragen. Der Tauglichkeits-Auswerter vergleicht die von den Netzsignalen beschriebenen Netze mit Bedingungen für Tauglichkeitskriteria, die von Tauglichkeitskriteriasignalen beschrieben werden, die von einem Signalträger, wie einer Floppy-Disk 152, heruntergeladen werden können. Der Realisierbarkeits-Auswerter und der Tauglichkeits-Auswerter können jeweils einen elektronischen Prozessor aufweisen. Der Tauglichkeits-Auswerter gibt ein Tauglichkeitssignal für jedes Netzsignal aus, das von dem Tauglichkeits-Auswerter bearbeitet wird. Das Tauglichkeitssignal wird an einen Baum-Selektor 153 übertragen, der vorzugsweise einen elektronischen Prozessor aufweist. Der Baum-Selektor 153 vergleicht die von dem Tauglichkeits-Auswerter erzeugten Tauglichkeitssignale mit einem Satz von vorgegebenen Tauglichkeitsgrenzsignalen, die von einem Signalträger, wie einer Floppy-Disk 154, heruntergeladen werden können, und erzeugt ein Auswahlsignal für jedes Netzsignal, das zu einem Realisierbarkeitssignal und einem Tauglichkeitssignal geführt hat, die innerhalb jeweiliger von den entsprechenden Realisierbarkeitskriteriasignalen und Tauglichkeitsgrenzsignalen definierter Grenzwerte fallen.Network signals that are within the feasibility criteria defined by the feasibility criteria signals are passed to a fitness evaluator 151 transfer. The fitness evaluator compares the networks described by the network signals with conditions of fitness criteria described by fitness criteria signals received from a signal carrier, such as a floppy disk 152 , can be downloaded. The realizability evaluator and the fitness evaluator can each have an electronic processor. The fitness evaluator outputs a fitness signal for each network signal being processed by the fitness evaluator. The fitness signal is sent to a tree selector 153 transferred, which preferably has an electronic processor. The tree selector 153 compares the fitness signals generated by the fitness evaluator with a set of predetermined fitness limit signals received from a signal carrier, such as a floppy disk 154 , can be downloaded and generates a selection signal for each network signal that has resulted in a realizability signal and a fitness signal that fall within respective limits defined by the respective feasibility criteria signals and fitness limit signals.

Die Auswahlsignale werden in eine „genetische Evolutions-"Maschine 155 eingegeben, die von dem Baumspeicher 142 übertragene ausgewählte Baumsignale entwickelt durch Kombinieren und Reproduzieren von Baumsignalen miteinander, um modifizierte Baumsignale zu erzeugen, die dann an den Baumsignalspeicher 142 zurück übertragen werden. Der Evolutionsprozess der Baumsignale wird von einem Satz von Anweisungen gesteuert, die sich in Evolutionssignalen befinden, die in die „genetische Evolutions-"Maschine über einen Signalträger, zum Beispiel eine Floppy-Disk 156, heruntergeladen werden können. Vorzugsweise weist die „genetische Evolutions-" Maschine 155 einen elektronischen Prozessor mit einem zugehörigen Speicherteil auf, zum Beispiel RAM. Modifizierte Baumsignale in dem Baumsignalspeicher 142 werden dann an den Baumsignal-zu-Netzsignal-Konverter 145 gesendet und dann wird der Prozess wie oben beschrieben auf den modifizierten Baumsignalen wiederholt. Dies führt zu einem neuen Satz von Baumsignalen, die von der „ge netischen Evolutions-" Maschine 155 bearbeitet werden. Jedes Mal, wenn ein ausgewählter Satz von Baumsignalen von der „genetischen Evolutions-" Maschine 155 bearbeitet wird, wird eine neue Generation von modifizierten Baumsignalen in den Baumsignalspeicher 142 geschrieben. Eine Anzahl von Generationen kann ausgewählt werden und für jede Generation können Anzeigen, die physikalische Netze darstellen, die von den dieser Generation von Baumsignalen entsprechenden Netzsignalen dargestellt werden, auf der visuellen Anzeigevorrichtung 146 oder dem Drucker 147 erzeugt werden.The selection signals become a "genetic evolution" machine 155 entered by the tree store 142 transmitted selected tree signals developed by combining and reproducing tree signals with each other to produce modified tree signals which are then sent to the tree signal memory 142 be transferred back. The evolutionary process of the tree signals is controlled by a set of instructions located in evolution signals that enter the "genetic evolution" machine via a signal carrier, such as a floppy disk 156 , can be downloaded. Preferably, the "genetic evolution" machine 155 an electronic processor with an associated memory part, for example RAM. Modified tree signals in the tree latch 142 are then sent to the tree signal-to-network signal converter 145 and then the process is repeated on the modified tree signals as described above. This leads to a new set of tree signals coming from the "genetic evolution" machine 155 to be edited. Each time a selected set of tree signals from the "Genetic Evolution" engine 155 is processed, a new generation of modified tree signals in the tree signal memory 142 written. A number of generations may be selected and for each generation, displays representing physical networks represented by the network signals corresponding to that generation of tree signals may be displayed on the visual display device 146 or the printer 147 be generated.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden der Baumgenerator, der Realisierbarkeits-Auswerter, der Tauglichkeits-Auswerter, der Baum-Selektor und die „genetische Evolutions-"Maschine durch Konfigurieren eines elektronischen Computers implementiert, zum Beispiel durch Konfigurieren einer Unix-Plattform in der Programmiersprache C. Baumsignale und/oder Netzsignale können von dem Baum-zu-Netz-Konverter 145 mittels einer Festplatte 152 entladen werden.In a preferred embodiment, the tree generator, the realizability evaluator, the fitness evaluator, the tree selector, and the "evolutionary genetic" machine are implemented by configuring an electronic computer, for example, by configuring a Unix platform in the C programming language. Tree signals and / or network signals may be from the tree-to-network converter 145 by means of a hard disk 152 be discharged.

Unter Bezugnahme auf 2 wird ein allgemeiner Überblick eines von der Vorrichtung von 1 implementierten Prozesses zum Erlangen von Baumsignalen beschrieben. Jedes Baumsignal ist in einen Satz von Netzsignalen umwandelbar, die eine Gestaltung (die Netzkarte) für ein entsprechendes Telekommunikationsnetz darstellen. Das Ergebnis des Prozesses ist ein Satz von Signalen, die Gestaltungen für ein Telekommunikationsnetz darstellen. Die Signale können verwendet werden, um eine Anzeigevorrichtung oder einen Drucker anzutreiben, um eine Hardcopy-Netzkarte für ein Telekommunikationsnetz zu erzeugen. Ein physikalisches Telekommunikationsnetz kann gemäß der in den Netzkarten enthaltenen Information errichtet werden. Da die Konstruktion und der Betrieb des Telekommunikationsnetzes von seiner gesamten Gestaltung diktiert wird, wie von den Baumsignalen verkörpert, ist der Prozess zur Gestaltung des Netzes implizit ein Teil des physikalischen Telekommunikationsnetzes selbst. Die aus dem hier beschriebenen Prozess stammenden Baumsignale diktieren den Betrieb und das Funktionieren eines physikalischen Telekommunikationsnetzes.With reference to 2 will be a general overview of one of the device of 1 described process for obtaining tree signals. Each tree signal is convertible into a set of network signals representing a design (the network card) for a corresponding telecommunications network. The result of the process is a set of signals representing designs for a telecommunications network. The signals may be used to drive a display device or a printer to generate a hardcopy network card for a telecommunications network. A physical telecommunications network can be established according to the information contained in the network cards. Since the design and operation of the telecommunications network is dictated by its overall design, as embodied by the tree signals, the network design process is implicitly part of the physical telecommunications network itself. The tree signals originating from the process described herein dictate operation and operation a physical telecommunications network.

In Schritt 201 weist der Beginn des Prozesses auf ein Spezifizieren eines Satzes von erforderlichen Beschränkungen des Netzes und ein Erzeugen anfänglicher Annahmen über den Typ des erforderlichen Netzes, zum Beispiel die Anzahl und Standorte von Vermittlungsstellen. Dieser Schritt wird implementiert durch Erzeugen von Datensignalen, welche die Netzbeschränkungen und Netzannahmen darstellen. Der Schritt 201 kann betrachtet werden als Definieren eines Problems, für das eine optimale Lösung zu finden ist.In step 201 For example, the beginning of the process involves specifying a set of required network constraints and making initial assumptions about the type of network required, for example the number and locations of exchanges. This step is implemented by generating data signals representing network constraints and network assumptions. The step 201 can be considered as defining a problem for which an optimal solution can be found.

In Schritt 202 werden Hardware-Signale gesammelt, welche die physikalischen Beschränkungen der einzelnen Hardwarekomponenten darstellen, die zur Aufnahme in das physikalische Netz verfügbar sind. Derartige Datensignale können als in einer Datenbank auf einem Computer gespeicherte Datensignale verfügbar sein oder sie können von einem Signalträger, zum Beispiel einer Floppy-Disk 141, eingegeben werden.In step 202 Hardware signals are collected which represent the physical limitations of the individual hardware components available for inclusion in the physical network. Such data signals may be available as data stored in a database on a computer, or may be from a signal carrier, such as a floppy disk 141 , are entered.

In Schritt 203 wird eine anfängliche Population von hierarchischen zweidimensionalen Baumstruktursignalen erzeugt. Jedes Baumstruktursignal stellt Daten dar, die eine bestimmte Netzgestaltung spezifizieren als eine mögliche Lösung des Problems einer Erlangung einer optimalen Netzgestaltung mit den spezifizierten Beschränkungen. Typischerweise wird eine Population von einzelnen Baumsignalen einer Größe erzeugt, die ausreichend ist, um eine breite Vielfalt von Lösungen zu liefern, zum Beispiel 500 Baumsignale, obwohl die genaue Anzahl innerhalb weiter Grenzen dieser Zahl variieren kann.In step 203 An initial population of hierarchical two-dimensional tree structure signals is generated. Each tree structure signal represents data specifying a particular network design as a possible solution to the problem of obtaining optimal network design with the specified constraints. Typically, a population of individual tree signals of a size sufficient to provide a wide variety of solutions, for example, 500 tree signals, is generated, although the exact number may vary within wide limits of that number.

Die Baumsignale werden durch einen zufälligen oder teilweise zufälligen Prozess gemäß einem Satz von Aufbauanweisungen erzeugt, die Knotensignale, Verbindungssignale und Beschränkungssignale in ein zweidimensionales Baumsignal zusammensetzen.The Tree signals are generated by a random or partially random process according to one Set of setup instructions generates the node signals, connection signals and restriction signals put together into a two-dimensional tree signal.

In Schritt 204 wird jede einzelne Baumstruktur in ein entsprechendes Netzsignal umgewandelt, das hinsichtlich einer Realisierbarkeit und einer Tauglichkeit als Netzgestaltung überprüft wird. Jedes Netzsignal wird hinsichtlich der Realisierbarkeit des physikalischen Telekommunikationsnetzes überprüft, das es darstellt. Da die Bäume anfangs zufällig erzeugt werden, führen nicht alle Bäume zu Netzsignalen, die Gestaltungen beschreiben, die physikalisch realisierbar sind.In step 204 Each individual tree structure is converted into a corresponding network signal, which is checked for feasibility and suitability as a network design. Each network signal is checked for the viability of the physical telecommunications network that it represents. Since the trees are initially created randomly, not all trees will produce network signals describing designs that are physically feasible.

Eine Überprüfung der Tauglichkeit weist auf ein Vergleichen einer Netzgestaltung, die als ein von einem einzelnen Baum stammendes Netzsignal dargestellt wird, mit einem definierten Tauglichkeitskriterium, zum Beispiel Leistung, Zuverlässigkeit, Belastbarkeit oder Kosten. Jedem einzelnen Baumsignal wird ein Maß seiner Tauglichkeit erteilt.A review of Suitability indicates a comparison of a network design that represented as a network signal originating from a single tree will, with a defined suitability criterion, for example Performance, reliability, Resilience or costs. Every single tree signal becomes a measure of his Suitability granted.

Ein vorgegebener Prozentsatz der Baumsignale der anfänglichen Population werden in Schritt 205 ausgewählt, um die Basis zu bilden, aus der eine nächste Generationspopulation von Baumsignalen entsteht. Da die Mehrheit der am wenigsten tauglichen Bäume unwahrscheinlich als die Basis der nächsten Population gewählt wird, ist die Anzahl der ausgewählten Baumsignale geringer als die Anzahl der Baumsignale in der anfänglichen Population.A predetermined percentage of the tree signals of the initial population will be in step 205 selected to form the base from which a next generation population of tree signals is created. Since the majority of the least suitable trees are unlikely to be chosen as the base of the next population, the number of tree signals selected is less than the number of tree signals in the initial population.

In Schritt 206 wird die Population regeneriert durch Entwicklung von neuen Baumsignalen aus den gewählten realisierbaren Baumsignalen der anfänglichen Population. Eine Regeneration der Baumsignale kann durch die Mechanismen von Kreuzung, Reproduktion in unveränderter Form, Mutation oder Permutation geschehen.In step 206 the population is regenerated by developing new tree signals from the selected feasible tree signals of the initial population. Regeneration of the tree signals may be through the mechanisms of crossing, unmodified reproduction, mutation or permutation.

Die Anzahl von einzelnen Baumsignalen in der regenerierten Population ist größer als die Anzahl von ausgewählten Baumsignalen, da einige Baumsignale mehr als einen Nachkommen haben. Die Anzahl von Baumsignalen in der regenerierten Population kann erhöht werden, um mit der Anzahl von Baumsignalen in der ursprünglichen Population übereinzustimmen. Die regenerierte Population wird dann in Schritt 204 einer weiteren Realisierbarkeits- und Tauglichkeitsprüfung unterzogen und einer weiteren Auswahl und Regeneration in den Schritten 205 und 206.The number of individual tree signals in the regenerated population is greater than the number of tree signals selected because some tree signals have more than one offspring. The number of tree signals in the regenerated population can be increased to match the number of tree signals in the original population. The regenerated population will then be in step 204 subjected to a further feasibility and suitability test and a further selection and regeneration in the steps 205 and 206 ,

Die Auswahl von Baumsignalen wird durch Zuweisen einer Auswahlwahrscheinlichkeit zu jedem einzelnen Baumsignal durchgeführt, wobei die Wahrscheinlichkeit von der Tauglichkeit bestimmt wird, die jedem Baumsignal als ein Ergebnis der Tauglichkeitsprüfung erteilt wird. Die tauglicheren Baumsignale werden wahrscheinlicher ausgewählt als die weniger tauglichen Baumsignale. Durch den Prozess einer Auswahl der Baumsignale basierend auf ihrem Tauglichkeitswert kann erwartet werden, dass die durchschnittliche Tauglichkeit jeder Population mit der Zeit zunimmt. Ferner können einzelne realisierbare Baumsignale mit einer herausragenden Tauglichkeit in einigen Generationen erscheinen, sie stellen eine optimale Netzgestaltung dar.The selection of tree signals is performed by assigning a probability of selection to each individual tree signal, the likelihood being determined by the fitness given to each tree signal as a result of the fitness test. The more suitable tree signals are more likely to be selected than the less suitable tree signals. Through the process of selecting the tree Based on their fitness level, the average fitness of each population can be expected to increase over time. Furthermore, individual realizable tree signals can appear with outstanding suitability in a few generations, they represent an optimal network design.

Die Schritte 204, 205 und 206 werden wiederholt, bis eine vorgegebene Anzahl von Generationen entstanden ist oder eine vorgegebene Zeit seit der Erzeugung der anfänglichen Population abgelaufen ist oder bis eine weitere Regeneration der Population eine geringe oder keine Zunahme der durchschnittlichen Tauglichkeit erzeugt oder wenn ein einzelnes Baumsignal oder einzelner Satz von Baumsignalen mit einer Tauglichkeit entsteht, die schwierig zu verbessern ist.The steps 204 . 205 and 206 are repeated until a predetermined number of generations have arisen or a predetermined time has elapsed since the generation of the initial population or until further regeneration of the population produces little or no increase in average fitness, or if a single tree signal or single set of tree signals a fitness that is difficult to improve.

Unter Bezugnahme auf 3 der beigefügten Zeichnungen wird ein spezifischer bevorzugter Prozess beschrieben, der ein Beispiel des allgemeinen bevorzugten Prozesses von 2 ist. In Schritt 301 sind erforderliche Netzbeschränkungen und anfängliche Netzannahmen als Netzbeschränkungssignale und Netzannahmesignale aufgenommen. Die Beschränkungssignale können für das Netz erforderliche Eingabeparameterdatensignale und Ausgabeparameterdatensignale beschreiben, um eine Spezifikation für eine Netzgestaltung zu definieren.With reference to 3 In the accompanying drawings, a specific preferred process is described, which is an example of the general preferred process of 2 is. In step 301 Required network restrictions and initial network assumptions are included as network restriction signals and network acceptance signals. The constraint signals may describe input parameter data signals and output parameter data signals required for the network to define a specification for network design.

In Schritt 302 werden Beschränkungen der Netzhardware-Komponenten durch Hardwaresignale spezifiziert.In step 302 limitations of the network hardware components are specified by hardware signals.

In Schritt 303 wird eine anfängliche Population von Baumsignalen erzeugt, wobei jedes Baumsignal eine jeweilige Netzarchitektur oder Netzgestaltung darstellt (d.h. eine bestimmte Netzkarte). Jedes Baumsignal wird von einem Prozessor gemäß Aufbauanweisungen, die von Aufbausignalen implementiert werden, derart aufgebaut, dass ein Satz der die Hardware-Komponenten darstellenden Hardwaresignale in Knotensignalen und Verbindungssignalen eingekapselt wird. Die Knotensignale sind durch die Verbindungssignale in ein zwei- oder mehrdimensionales hierarchisches strukturiertes Baumsignal miteinander verbunden. Jedes Baumsignal stellt einen Satz von Anweisungen zum Betreiben eines Prozessors dar, um einen Satz von Netzsignalen zu erzeugen, die ein physikalisches Kommunikationsnetz beschreiben.In step 303 An initial population of tree signals is generated, each tree signal representing a respective network architecture or design (ie, a particular network map). Each tree signal is constructed by a processor in accordance with setup instructions implemented by set-up signals such that a set of the hardware components representing hardware components are encapsulated in node signals and link signals. The node signals are interconnected by the connection signals into a two- or more-dimensional hierarchical structured tree signal. Each tree signal represents a set of instructions for operating a processor to generate a set of network signals describing a physical communication network.

In Schritt 304 wird die Realisierbarkeit einer aus jedem Baumsignal resultierend Netzgestaltung überprüft durch ein Vergleichen der aus der Baumstruktur resultierenden Netzgestaltung mit einem Satz von Realisierbarkeitskriteriasignalen. Wenn sich das Netz innerhalb dieser Beschränkungen befindet, ist das Netz realisierbar. Wenn es sich nicht innerhalb dieser Beschränkungen befindet, dann ist das Netz nicht realisierbar.In step 304 For example, the feasibility of a network design resulting from each tree signal is verified by comparing the network structure resulting from the tree structure with a set of realizability criteria signals. If the network is within these limits, the network is feasible. If it is not within these limits, then the network is not feasible.

Die Tauglichkeit jedes Baums der Population wird bestimmt durch Umwandeln des Baumsignals in ein Netzsignal, das eine Netzgestaltung darstellt, und dann durch Simulieren des Verhaltens dieser Gestaltung unter typischen Betriebsbedingungen, durch Verarbeiten des Netzsignals gemäß Signalen, die einen Anrufverkehrsfluss, eine Anrufverkehrsbandbreite, ein Anrufverkehrsrouting und anderen Verkehr darstellen, von dem erwartet wird, dass das Netz ihn überträgt, oder durch Berechnen der Kosten eines Aufbaus eines Netzes mit dieser Gestaltung durch Summieren von Signalen, welche die Kosten von einzelnen Komponenten darstellen, die durch das Netzsignal dargestellt werden. Das Verhalten der Gestaltung wird simuliert durch Verarbeiten des Netzsignals zusammen mit Signalen, die Eingabeparameterwerte darstellen, um resultierende Signale zu erzeugen, die jeweilige Sätze von Werten für Leistung, Zuverlässigkeit, Belastbarkeit und Kosten darstellen.The Suitability of each tree of the population is determined by transformation the tree signal into a network signal representing a network design, and then by simulating the behavior of that design below typical operating conditions, by processing the network signal according to signals, a call traffic flow, a call traffic bandwidth Call traffic routing and other traffic, of which expected is that the network transmits it, or by calculating the cost of building a network with this Design by summing signals representing the cost of each Represent components that are represented by the network signal. The behavior of the design is simulated by processing the Network signal together with signals representing input parameter values to generate resulting signals, the respective sets of Values for Performance, reliability, Resilience and cost.

In Schritt 305 werden erfolgreiche Bäume ausgewählt, aus denen entwickelt wird. Baumsignale, die nicht zufriedenstellende Netze erzeugen, werden zurückgewiesen.In step 305 Successful trees are selected from which to develop. Tree signals that produce unsatisfactory networks are rejected.

In Schritt 306 (4) wird eine Regeneration der Population durchgeführt durch Kombinieren von Abschnitten eines Anteils der ausgewählten Bäume, um eine nächste Population von Bäumen zu erzeugen, und durch Beibehalten eines Prozentsatzes der erfolgreichen Bäume in der nächsten Generation.In step 306 ( 4 ) regeneration of the population is performed by combining sections of a proportion of the selected trees to create a next population of trees and maintaining a percentage of the successful trees in the next generation.

Weitere Variationen und Modifikationen der Prozesse von 2 und 3, wie von der Vorrichtung von 1 implementiert, werden im Folgenden beschrieben.Further variations and modifications of the processes of 2 and 3 as from the device of 1 implemented, are described below.

Netzbeschränkungen und anfängliche Annahmen über das Netznetwork restrictions and initial Assumptions about the network

Um ein Netzgestaltungsproblem zu definieren, für das eine optimierte Lösung zu finden ist, müssen bestimmte Beschränkungsparameter über das Netzwerk definiert werden, die für das Netzwerk erfüllt werden müssen, um eine realisierbare Lösung für das Problem zu sein. Wenn zum Beispiel ein Problem darin liegt, ein Netz zu gestalten, das vier Kundenstandorte verbindet, dann sind Netzgestaltungen, die nur drei der vier Standorte verbinden, keine realisierbaren Netze. Die Bedingung zum Verbinden aller vier Standorte ist eine Beschränkung für das zu gestaltende Netz. Ein weiteres Beispiel einer Beschränkung kann eine Kostenbeschränkung sein. Wenn ein Netz ein begrenztes Kostenbudget hat, dann müssen die Netzgestaltungen, um realisierbar zu sein, mit Kosten implementiert werden können, die geringer als das Kostenbudget sind. Netze, die höhere Kosten als das Kostenbudget haben, sind keine realisierbaren Gestaltungen hinsichtlich der Kosten. Netzbeschränkungen werden in den Prozess eingegeben mittels einer Eingabe von Netzbeschränkungssignalen in einen elektronischen Speicher.To define a network design problem for which an optimized solution can be found, certain constraint parameters must be defined over the network that must be met for the network to be a viable solution to the problem. For example, if one problem is to design a network that connects four customer sites, then there are only three of the four network designs Connect locations, no realizable networks. The condition for connecting all four locations is a constraint on the network to be designed. Another example of a restriction may be a cost limit. If a network has a limited cost budget, then in order to be viable, the network designs must be implemented at a cost less than the cost budget. Networks that cost more than the cost budget are not viable cost structures. Network restrictions are entered into the process by entering network restriction signals into electronic memory.

Beispiele von Netzbeschränkungen, die als „Realisierbarkeitsbeschränkungen" bezeichnet werden können, sind folgende:

• Alle Kundenstandorte sind verbunden.
• Die durchschnittliche kumulative Verzögerungszeit entlang aller möglichen Routen befindet sich unter einer spezifizierten Grenze.
• Eine maximale Anzahl von Sprüngen pro Route ist geringer als eine ausgewählte Anzahl.
• Ein durchschnittlicher Wert des Verbindungskapazitätsverhältnis befindet sich innerhalb ausgewählter Grenzen.
• Die Gesamtkosten des Netzes befindet sich innerhalb ausgewählter Grenzen.
• Eine Zuverlässigkeit oder Empfindlichkeit des Netzes befindet sich innerhalb ausgewählter Grenzen.
• Alle Vermittlungsstellen der Gestaltung weisen die erforderliche Vermittlungs- und Konzentrationskapazität auf, um den Verkehr auf den angefügten Verbindungen zu handhaben.
• Alle anfänglichen Annahmen über das Netz sind erfüllt, zum Beispiel sind alle der externen Vermittlungsstellen, die in einer anfänglichen Annahme enthalten sind, in dem Netz enthalten.

Examples of network constraints, which may be referred to as "feasibility constraints", are the following:

• All customer locations are connected.
• The average cumulative delay time along all possible routes is below a specified limit.
• A maximum number of jumps per route is less than a selected number.
• An average value of the connection capacity ratio is within selected limits.
• The total cost of the network is within selected limits.
• Reliability or sensitivity of the network is within selected limits.
All design switches have the required switching and concentration capacity to handle the traffic on the attached links.
• All initial assumptions about the network are met, for example, all of the external exchanges included in an initial assumption are included in the network.

Realisierbarkeitsbeschränkungen können in den Schritten A oder D als ein Satz von Realisierbarkeitsbeschränkungssignalen in den Prozess eingegeben werden. Um eine Population von Baumstrukturierten Signalen vorzusehen, die Netze darstellen, die wahrscheinlich die Realisierbarkeitskriteria erfüllen, können anfängliche Annahmen über den Typ einer Netzarchitektur, die eine Lösung des Problems bilden, vor einer Erzeugung einer Generation von Baumstrukturen gemacht werden. Zum Beispiel kann eine minimale Anzahl von Vermittlungsstellen angenommen werden, eine Minimumkapazität für eine Vermittlungsstelle kann angenommen werden oder eine minimale Anzahl von Verbindungen kann angenommen werden. Die anfänglichen Netzannahmen und Netzbeschränkungen werden als Netzannahmesignale und als Netzbeschränkungssignale in den Baum-Generator 140 eingegeben. Die spezifizierten anfänglichen Netzbeschränkungen und die gemachten Netzannahmen definieren die Umgebung des Optimierungsprozesses und reduzieren den Suchraum, in dem der Prozess nach einem optimalen Netz sucht.Realizability constraints may be entered into the process in steps A or D as a set of feasibility constraint signals. To provide a population of tree-structured signals representing networks that are likely to meet the feasibility criteria, initial assumptions about the type of network architecture that may be a solution to the problem may be made prior to generation of a generation of tree structures. For example, a minimum number of exchanges may be accepted, a minimum capacity for a central office may be assumed, or a minimum number of connections may be accepted. The initial network assumptions and network constraints are referred to as network acceptance signals and network restriction signals in the tree generator 140 entered. The specified initial network constraints and network assumptions define the environment of the optimization process and reduce the search space in which the process searches for an optimal network.

Mehrere grundlegende Typen von Optimierungsproblemen einer Netzgestaltung, die auftreten und die einen Einfluss auf die anfänglichen Annahmen und spezifizierten Netzbeschränkungen haben, können wie folgt klassifiziert werden:Several basic types of optimization problems of a network design, which occur and which have an influence on the initial assumptions and specified network restrictions can have be classified as follows:

1. LAL (local access loop) – Gestaltung des lokalen Zugangsnetzes1. LAL (local access loop) design of the local access network

Wenn ein Netzwerk Verkehrsquell- und Zielknoten von Hunderten von Telekommunikationsbenutzern verbinden soll, dann wird es normalerweise als sinnvoll angesehen, als eine erste Stufe eines Gestaltungsprozesses eine Anzahl von Gruppen der Benutzer getrennt zusammenzulegen und diese in getrennte lokale Zugangsnetze miteinander zu verbinden. Die getrennten lokalen Zugangsnetze selbst können dann über Zugangspunkte in einer zweiten Stufe des Gestaltungsprozesses miteinander verbunden werden.If connect a network traffic source and destination nodes of hundreds of telecommunications users is supposed to be meaningful, as one first stage of a design process a number of groups of Separate users separately and place them in separate local Connect access networks with each other. The separate local access networks yourself can then over Access points in a second stage of the design process with each other get connected.

2. BBN (backbone network design) – Backbone-Netzgestaltung2. BBN (backbone network design) - backbone network design

Ein Backbone-Netz kann gestaltet werden durch Betrachten der „lokales Netz"-Zugangspunkte als getrennte Verkehrsquell- und Zielknoten, die jeweils eine Gruppe von Telekommunikationsbenutzern darstellen, und deren Verbinden mit Komponenten höherer Kapazität.One Backbone Network can be framed by looking at the "Local Net "-Zugangspunkte as separate traffic source and destination nodes, each one group represent telecommunications users, and their connection with components higher Capacity.

3. NED (network expansion design) – Netzerweiterungsgestaltung3. NED (network expansion design) - network extension design

In dem Zusammenhang des Vorsehens von neuen Telekommunikationsdiensten für existierende Telekommunikationskunden liegt ein Netzgestaltungsproblem darin, wie ein existierendes Telekommunikationsnetz aufzurüsten ist statt ein neues Telekommunikationsnetz von Grund auf aufzubauen.In the context of the provision of new telecommunications services for existing ones Telecommunications customers is a network design problem in how to upgrade an existing telecommunications network instead of building a new telecommunications network from scratch.

4. SO (survivability optimization) – Empfindlichkeitsoptimierung4. SO (survivability optimization) - sensitivity optimization

Besonders wichtig für eine Backbone-Netzgestaltung, aber auch wichtig für andere Typen von Netzen, ist die Empfindlichkeit (Überlebensfähigkeit) des Netzes als Ganzes, wenn ein einzelner Knoten oder eine Verbindung ausfällt. Wenn es einen Ausfall eines einzelnen Knotens oder einer Verbindung gibt, ist es wichtig, dass der Rest des Netzes weiterhin ohne einen signifikanten Verlust von Verkehr funktionieren kann. Die Gestaltung von Telekommunikationsnetzen, die fähig sind, mehrere Ausfälle ohne einen katastrophalen Verlust von Leistung auszuhalten, ist eine wichtige Aufgabe bei der Gestaltung von Telekommunikationsnetzen.Especially important for a backbone network design, but also important to others Types of networks, is the sensitivity (survivability) of the network as a whole, when a single node or connection fails. If there is a failure of a single node or connection, It is important that the rest of the network continue without a significant Loss of traffic can work. The design of telecommunication networks, the capable are, several failures without enduring a catastrophic loss of performance is an important task in the design of telecommunication networks.

5. STO (Steiner tree problem) – Steiner-Baum-Problem5th STO (Steiner tree problem) - Steiner tree problem

Bei einer neuen Telekommunikationsnetzgestaltung „auf einer grünen Wiese" wird, wenn es bereits ein existierendes Netz von Quell- oder Ziel(SS – source or sink)-Knoten sowie Verbindungen gibt, ein Hinzufügen von neuen Vermittlungsknoten zu dem existierenden Netz an verschiedenen Orten und ein Optimieren der Anordnung und des Typs dieser Knoten als Teil der gesamten Netzgestaltung als das Steiner-Baum-Problem (STP – Steiner tree problem) bezeichnet.at a new telecommunications network design "on a green field" will, if it already an existing network of source or Target (SS - source or sink) nodes as well as connections there, adding new switching nodes to the existing network at different Locate and optimize the layout and type of these nodes as part of the overall network design as the Steiner-Baum problem (STP - Steiner tree problem).

6. CLP (concentrator location problem) – Konzentratorstandortproblem6. CLP (concentrator location problem) - Concentrator location problem

Bei der Gestaltung von lokalen Zugangsnetzen liegt das Problem der Gestaltung des Netzes in einer Minimierung der Kosten zum Verbinden eines einzelnen Zugangspunktes mit den Knoten. Dies ist auch als das Mehrpunktverbindungsoptimierungsproblem (MPO – multipoint line optimization problem) bekannt.at the design of local access networks is the problem of design of the network in minimizing the cost of connecting a single one Access point with the nodes. This is also called the multipoint optimization problem (MPO - multipoint line optimization problem).

7. FAP (frequency allocation problem) – Frequenzzuteilungsproblem7. FAP (frequency allocation problem) - frequency allocation problem

In mobilen Telekommunikationsnetzen, die eine Anzahl von festen Basisstationen und eine Anzahl von mobilen Telefonvorrichtungen aufweisen, wird, wenn angrenzenden Basisstationen Kommunikationsfrequenzen zugeteilt werden, die sich gegenseitig stören, die Realisierbarkeit des Netzes gefährdet. Das Frequenzzuteilungsproblem (FAP) liegt darin, Basisstationen in einem mobilen Netz Frequenzen zuzuteilen, so dass eine Interferenz zwischen Basisstationen minimiert wird und so dass die Anzahl von verschiedenen verwendeten Frequenzen minimiert wird.In mobile telecommunication networks comprising a number of fixed base stations and a number of mobile telephone devices, when adjacent base stations assigned communication frequencies be who disturb each other, the feasibility of the network is at risk. The frequency allocation problem (FAP) is to use base stations in a mobile network frequencies allocate so as to minimize interference between base stations will and so that the number of different frequencies used is minimized.

8. RTO (routing table optimization) – Routingtabellenoptimierung8. RTO (routing table optimization) - routing table optimization

Eine Routingtabelle enthält eine Adressen-spezifische Sequenz von bevorzugten Pfaden durch ein Netz für empfangenen Verkehr. Es ist möglich, ein Netz durch optimales Wählen der Routen, entweder sind diese fest oder werden dynamisch zugeteilt, am effizientesten zu betreiben. Ein höherer Gesamtgrad einer Auslastung kann durch Optimierung der Wahl der Routen erzielt werden. Dieses Problem wird als das Routingtabellenoptimierungsproblem (RTO) bezeichnet.A Contains routing table an address-specific sequence of preferred paths through a network for received Traffic. It is possible, a network through optimal dialing routes, either fixed or allocated dynamically, to operate most efficiently. A higher overall degree of utilization can be achieved by optimizing the choice of routes. This Problem is called the routing table optimization problem (RTO).

9. BA (bandwidth allocation) – Bandbreitenzuteilung9. BA (bandwidth allocation) - Bandwidth allocation

Das Problem einer Zuteilung von Bandbreite zu einer Verbindung zwischen Vermittlungsstellen ist analog zu einem Dimensionieren der Verbindungen. Je größer die einer bestimmten Verbindung zugeteilte Bandbreite ist, desto höher ist die verfügbare Kapazität zur Übertragung von Verkehr auf dieser Verbindung. Die Optimierung einer Zuteilung von Bandbreite ist verbunden mit der Routingtabellenoptimierung.The Problem of allocating bandwidth to a connection between Switches is analogous to dimensioning of the connections. The bigger the the bandwidth allocated to a particular connection is the higher the available capacity for transmission of traffic on this connection. The optimization of an allocation bandwidth is associated with routing table optimization.

10. SCA (spare capacity assignment) – Kapazitätsreservezuweisung10. SCA (spare capacity assignment) - capacity reserve allocation

In einem belastbaren Netz, das fähig ist, Fälle eines Ausfalls von Verbindungen oder Knoten zu überstehen, gibt es eine Kapazitätsreserve. Eine Zuweisung von Kapazitätsreserve in dem Netz, um so die Kosten dieser Kapazitätsreserve zu begrenzen und die Sprunggrenze (hop limit) in der Wiederherstellungsroute zu beschränken, ist ein Optimierungsproblem in der Netzgestaltung. Eine Kapazitätsreservezuweisung (SCA) ist ein Hybridform einer Empfindlichkeitsoptimierung (SO) und einer Routingtabellenoptimierung (RTO).In a resilient network that is capable is, cases a connection or node failure, there is a spare capacity. An allocation of spare capacity in the network so as to limit the cost of this spare capacity and to limit the hop limit in the recovery route is an optimization problem in the network design. A reserve capacity allocation (SCA) is a hybrid form of sensitivity optimization (SO) and a routing table optimization (RTO).

Das grundlegende Problem jeder Netzgestaltungsoptimierung liegt darin, eine Netzgestaltung mit geringsten Kosten und bester Leistung zu erzeugen. In dem Kontext einer Netzgestaltung können einer Leistung unterschiedliche Bedeutungen zugewiesen werden. Der Anfangspunkt für das Netz kann eine Spezifikation für ein vollständiges neues Netz (Netz auf einer grünen Wiese) sein mit vorgegebenen Gestaltungsparametern für eine Verkehrsspezifikation. Alternativ kann der Anfangspunkt für eine Netzgestaltung ein existierendes Netz sein, auf das eine neue Verkehrsspezifikation angewendet werden soll.The fundamental problem of any network design optimization is to create a network design with the lowest cost and best performance. In the context of a network design, different meanings can be assigned to a service. The starting point for the network may be a specification for a complete new network (green field network) with predetermined design parameters for a traffic specification. Alternatively, the starting point for a network design may be an existing network to which a new traffic specification is to be applied.

Charakteristiken von Netzhardwarekomponentencharacteristics of network hardware components

Jede Telekommunikationsnetzgestaltung muss verfügbare Komponenten spezifizieren, um das vollendete Telekommunikationsnetz physikalisch herzustellen. Physikalische Hardwarekomponenten führen ihre eigenen Beschränkungen mit sich hinsichtlich Kosten, Leistung, Zuverlässigkeit, Kapazität, die Typen von Telekommunikationsdiensten, welche die Komponenten unterstützen, und die Verzögerung, welche die Hardware einführt. Dies sind Beispiele einiger der Charakteristiken von tatsächlichen Hardware-Vorrichtungen.each Telecommunications network design must specify available components, to physically fabricate the completed telecommunications network. Physical hardware components have their own limitations in terms of cost, performance, reliability, capacity, types of telecommunication services supporting the components, and the delay, which introduces the hardware. These are examples of some of the characteristics of actual Hardware devices.

Details von Leistung und Kosten von Hardwarekomponenten werden als Hardwaresignale eingegeben, die Datensignalmatrizen aufweisen. Eine Hardwarekomponente kann in Form einer Datensignalmatrix an einem Argument, entweder intern oder extern, einer Baumstruktur beschrieben werden.details Performance and cost of hardware components are considered hardware signals input having data signal matrices. A hardware component can be in the form of a data signal matrix on an argument, either internal or external, of a tree structure.

Darstellung eines Netzes als eine Baumstrukturpresentation a network as a tree structure

Bei der Anwendung von genetischen Verfahren auf eine Telekommunikationsnetzgestaltung tritt ein Problem auf, wie ein physikalischen Netz als eine Baumstruktur darzustellen ist, bevor Techniken auf die Aufgabe einer Gestaltung einer Netzarchitektur angewendet werden können.at the application of genetic techniques to a telecommunications network design a problem arises, such as a physical network as a tree structure is to represent before techniques on the task of a design a network architecture can be applied.

Echte Telekommunikationsnetze bestehen aus einer Vielzahl von Knoten, an denen sich Kundeneinrichtungen oder Vermittlungsstellen befinden, und physikalische Verbindungen, welche die Knoten verbinden. Die physikalische Verbindung kann eine Kabelverbindung sein oder eine Mikrowellenverbindung oder Ähnliches. Jedes Teil von Knoten- oder Verbindungseinrichtungen weist physikalische Leistungscharakteristiken und Einschränkungen hinsichtlich Geschwindigkeit, Datenkapazität, Vermittlungskapazität und Ähnliches sowie dazu gehörige Betriebskosten- und Erwerbskostencharakteristiken auf.real Telecommunication networks consist of a large number of nodes, where customer facilities or exchanges are located, and physical connections connecting the nodes. The physical connection may be a cable connection or a Microwave connection or the like. Each part of node or connection equipment has physical Performance characteristics and speed limitations, Data capacity switching capacity and similar as well as belonging Operating cost and acquisition cost characteristics.

In einem bevorzugten Prozess der vorliegenden Erfindung wird eine Baumstruktur verwendet, um eine Netzarchitektur wie folgt zu beschreiben:In A preferred process of the present invention is a tree structure used to describe a network architecture as follows:

BAUMKOMPONENTENTREE COMPONENTS

Eine Baumstruktur von Signalen, die ein Telekommunikationsnetz darstellen, besteht aus Verbindungssignalen und Knotensignalen, wobei die Verbindungssignale die Knotensignale in einer hierarchischen Struktur verbinden. Die Verbindungssignale weisen auf:
ein oder mehrere Verbindungssignal(e), die Verbindungen zwischen Knoten einer Netzkarte erzeugen;
ein oder mehrere Graft-Signal(e), die Verbindungen zwischen Knoten einer Netzkarte erzeugen.A tree structure of signals representing a telecommunication network consists of connection signals and node signals, the connection signals connecting the node signals in a hierarchical structure. The connection signals have:
one or more connection signals (e) that generate connections between nodes of a network card;
one or more graft signals that generate connections between nodes of a network card.

Eine Vielzahl von Knotensignalen beschreiben physikalische Vermittlungsstellen, physikalische Verbindungen oder Kundenstandorte.A Variety of node signals describe physical exchanges, physical connections or customer locations.

Die Verbindungs- und Graft-Signale erscheinen an der Wurzel oder bei internen Argumenten des Baums und die Knoten erscheinen bei externen Argumenten (den „Blättern") des Baums. Eine hierarchische Baumstruktur wird aus einer Vielzahl von Verbindungs-, Graft- und Knotensignalen konstruiert. Die Verbindungs- und Graft-Signale wirken als Verbindungssignale zum Verbinden der Knotensignale zu Baumsignalen. Einige Verbindungssignale sind in der hierarchischen Struktur wichtiger als andere Verbindungssignale. An äußeren Ebenen der Struktur verbindet jedes Verbindungssignal ein Paar von Knotensignalen. An inneren Ebenen der Struktur verbindet jedes Verbindungssignal einen Teilbaum mit einem Knotensignal oder einem anderen Verbindungssignal, wobei jeder Teilbaum ein oder mehrere Verbindungssignale) und eine Vielzahl von Knotensignalen aufweist. In der Hierarchie haben einige Signale eine größere Verbindungsfähigkeit (connectivity) als andere hinsichtlich der Anzahl von anderen Signalen, mit denen sie sich verbinden.The Connection and graft signals appear at the root or at internal arguments of the tree and the nodes appear in external Arguments (the "leaves") of the tree hierarchical tree structure is made up of a variety of connection, Constructed graft and node signals. The connection and graft signals act as connection signals for connecting the node signals Tree signals. Some connection signals are in the hierarchical Structure more important than other connection signals. At outer levels In the structure, each link signal connects a pair of node signals. At internal levels of the structure, each connection signal connects a subtree with a node signal or other connection signal, each sub-tree having one or more connection signals) and one Has a variety of node signals. In the hierarchy have some Signals a greater connectivity (connectivity) than others in terms of the number of other signals, with whom they connect.

Physikalische Einrichtungen, zum Beispiel Vermittlungseinrichtungen, Kabel- oder Übertragungsverbindungseinrichtungen, können beschrieben werden als Matrizen von Hardwaresignalen. Die Verbin dungs-, Graft- und Knotensignale können auf diesen Hardwaresignalen durch Spezifizieren von Anordnungen von Hardware arbeiten, z.B. hinsichtlich eines Spezifizierens des Ortes von Hardwarekomponenten, geographisch, die Anzahl und der Typ von Übertragungsverbindungen oder Vermittlungs- oder Kundenstandorten, und wie sie miteinander verbunden sind.physical Equipment, for example switching equipment, cable or transmission connection equipment, can are described as matrices of hardware signals. The connection, grafting and node signals can on these hardware signals by specifying arrays of hardware, e.g. with regard to specifying the Location of hardware components, geographic, number and Type of transmission connections or switching or customer locations, and how they interact with each other are connected.

Die Verbindungssignale werden verwendet, um eine Information über physikalische Kabelverbindungseinrichtungen und ihr Verbindungsmuster zu Knoteneinrichtungen zu beschreiben. Das Graft-Signal wird verwendet, um das Verbinden von physikalischen Verbindungen oder Teilnetzen an einer Knoteneinrichtung, z.B. eine Vermittlungsstelle, zu bezeichnen und die Knotensignale werden verwendet, um Knoteneinrichtungen, wie Kundenstandorteinrichtungen oder Vermittlungseinrichtungen, zu beschreiben. Das Knotensignal kann auch verwendet werden, um eine existierende physikalische Verbindung zu beschreiben.The connection signals are used to provide information about physical cable connection to describe their connection patterns to nodes. The graft signal is used to denote the connection of physical links or subnets to a node device, such as an exchange, and the node signals are used to describe node devices, such as customer site devices or switches. The node signal can also be used to describe an existing physical connection.

VERBINDUNGSSIGNALERELATED SIGNALS

Unter Bezugnahme auf 5 der beigefügten Zeichnungen weist ein Verbindungssignal 501 jeweils ein linkes Argument 502 und ein rechtes Argument 503 auf. Jedes Argument weist ein getrenntes Baumsignal oder Teilbaumsignal auf, das ein getrenntes physikalisches Netz beschreibt.With reference to 5 The attached drawings show a connection signal 501 one left argument each 502 and a right argument 503 on. Each argument has a separate tree signal or sub-tree signal describing a separate physical network.

Im Allgemeinen können die Argumente des Verbindungssignals entweder ein Knotensignal oder ein weiteres Verbindungssignal sein, zum Beispiel hat unter Bezugnahme auf 6 das Verbindungssignal 601 als sein linkes Argument das Knotensignal 1, 602 und als sein rechtes Argument das Knotensignal 2, 603. In 7 hat das Verbindungssignal 701 als sein linkes Argument 702 das Knotensi gnal 3 und als sein rechtes Argument 703 einen Teilbaum, der mit einem weiteren Verbindungssignal 703 beginnt. Das Verbindungssignal 703 hat wiederum linke und rechte Argumente, von denen jedes ein getrenntes Teilbaumsignal aufweist.In general, the arguments of the connection signal may be either a node signal or another connection signal, for example, with reference to FIG 6 the connection signal 601 as its left argument the node signal 1, 602 and as his right argument the node signal 2, 603 , In 7 has the connection signal 701 as his leftist argument 702 the node signal 3 and as its right argument 703 a subtree with another connection signal 703 starts. The connection signal 703 again has left and right arguments, each of which has a separate subtree signal.

GRAFT-SIGNALEGRAFT SIGNALS

Unter Bezugnahme auf 8 hat ein Graft-Signal 801 jeweils linke und rechte Argumente 802, 803, von denen jedes einen getrennten Teilbaum aufweist. Jeder einzelne Teilbaum beschreibt ein Teilnetz des gesamten Netzes, das von dem Baum beschrieben wird. Bei einem Graft-Signal mit zwei Argumenten können diese sich an ihren nächsten Punkten verbinden, die zwei Teilnetze weisen ihre Argumente an einer Vermittlungsstelle auf, wobei die Vermittlungsstelle von einem Knotensignal entlang dem linken Argument des Graft-Signals dargestellt wird.With reference to 8th has a graft signal 801 each left and right arguments 802 . 803 each of which has a separate subtree. Each sub-tree describes a subnet of the entire network described by the tree. For a two-argument graft signal, these can connect at their nearest points, the two subnets have their arguments at a central office, the switch being represented by a node signal along the left argument of the graft signal.

Unter Bezugnahme auf 9 kann ein Graft-Signal 901 seine Argumente entweder als ein Verbindungssignal oder als ein anderes Graft-Signal haben. Das Graft-Signal kann Verbindungssignale als jedes seiner Argumente haben oder Graft-Signale als jedes seiner Argumente oder eine Kombination aus einem Graft-Signal und einem Verbindungssignal als die Argumente haben, wie in der 8 gezeigt wird.With reference to 9 can be a graft signal 901 have his arguments either as a connection signal or as another graft signal. The graft signal may have connection signals as any of its arguments or graft signals as any of its arguments or a combination of a graft signal and a connection signal as the arguments have, as in the arguments 8th will be shown.

KNOTENSIGNALENODE SIGNALS

Der Baum umfasst Knotensignale als die „Blätter" der Baumstruktur. Knotensignale können Folgendes darstellen:

1. Einen Kundenstandort.
2. Eine neue Vermittlungsstelle.
3. Eine existierende Vermittlungsstelle.
4. Eine existierende Verbindung.

The tree includes node signals as the "leaves" of the tree structure. Node signals may represent:

1. A customer location.
2. A new exchange.
3. An existing exchange.
4. An existing connection.

Die existierende Verbindung kann physikalisch eine Kabel-, eine Funk- oder Mikrowellenverbindung oder eine Glasfaserverbindung sein. Information, welche den Bereich von tatsächlichen physikalischen Verbindungen, die für den Netzgestalter verfügbar sind, und die tatsächlichen Vermittlungsstellen betrifft, die für den Netzgestalter verfügbar sind und aus denen das physikalische Netz konstruiert werden soll, sind als Datensignalmatrizen in den Knotensignalen und in den Verbindungssignalen zu finden.The existing connection may physically be a cable, a radio or microwave connection or a glass fiber connection. Information, which is the range of actual physical connections available to the network designer, and the actual Involves exchanges that are available to the network designer and from which the physical network is to be constructed as data signal matrices in the node signals and in the connection signals to find.

Wo zum Beispiel ein Baum als ein Blatt ein Vermittlungsknotensignal enthält, kann das Vermittlungsknotensignal Datensignale aufweisen, die den physikalischen Ort der Vermittlungsstelle, die Kapazität der Vermittlungsstelle für Multiplextelefonsignale, die Kapazität der physikalischen Vermittlungsstelle zum Vermitteln von Telefonsignalen, die Verzögerungsbewertung pro Verkehrsvolumen der physikalischen Vermittlungsstelle, eine Puffergröße der Vermittlungsstelle, anfängliche Kosten der Vermittlungsstelle, jährliche Amortisierungskosten der Vermittlungsstelle, die laufenden Kosten/jährlichen Unterhaltkosten der Vermittlungsstelle, die „pay as you use"-Leasingrate der Vermittlungsstelle und eine Anzeige der Dienste, die an der Vermittlungsstelle verwendet werden können, betreffen. Die „pay as you use"-Leasingrate und die anfänglichen Kosten der Vermittlungsstelle können in dem Fall einer geleasten Vermittlungsstelle als Kosten pro Verkehrseinheit dargestellt werden.Where For example, a tree as a leaf is a switching node signal contains For example, the switching node signal may comprise data signals representing the physical location of the central office, the capacity of the central office for multiplexed telephone signals, the capacity the physical exchange for switching telephone signals, the delay rating per traffic volume of the physical exchange, one Buffer size of the exchange, initial Cost of the exchange, annual Amortization costs of the switching center, the running costs / annual Maintenance costs of the agency, the "pay as you use" leasing rate of the Exchange and an advertisement of the services connected to the exchange can be used affect. The "pay as you use "-leasing rate and the initial ones Costs of the exchange can in the case of a leased exchange, as a cost per traffic unit being represented.

Wenn zum Beispiel eine Baumstruktur von einem Computer in der Programmiersprache C implementiert wird, kann die Information, welche die physikalische Vermittlungsstelle betrifft, als ein Array von Datensignalen mit mehreren Komponenten dargestellt werden. Die Struktur der Datensignale kann durch spezifische C-Signale wie folgt definiert werden:

.exchange_type: = „eins"
physikalischer Ort: = .x und .y Koordinaten

For example, when implementing a tree structure from a computer in the C programming language The information relating to the physical switch may be represented as an array of multi-component data signals. The structure of the data signals can be defined by specific C signals as follows:

.exchange_type: = "One"
physical place: = .x and .y coordinates

Der exchange_type enthält wiederum die folgenden Datensignale:

.conc Konzentrationskapazität: = die Kapazität der Vermittlungsstelle zum Konzentrieren von Signalen
.switch Vermittlungskapazität: = die Kapazität der Vermittlungsstelle zum Vermitteln von Signalen
.delay Effekt: = die Verzögerungsbewertung pro Verkehrsvolumen der Vermittlungsstelle
.storage Kapazität: = die Puffergröße der Vermittlungsstelle
.init_cost: = die anfänglichen Kosten der Vermittlungsstelle
.amort_cost: = die jährlichen Amortisierungskosten der Vermitt lungsstelle
.maint_cost: = laufende Kosten = die jährlichen Unterhaltkosten der Vermittlungsstelle
.use_cost: = „pay as you use"-Leasingrate der Vermittlungsstelle
.service1: = zeigt an, welche Dienste an der Vermittlungsstelle ver wendet werden können, d.h. Dienste 1, 2, 3, usw.

The exchange_type contains the following data signals:

.conc concentration capacity: = the capacity of the central office to concentrate signals
.switch placement capacity: = the capacity of the switching center for switching signals
.delay effect: = the delay rating per traffic volume of the exchange
.storage capacity: = the buffer size of the central office
.init_cost: = the initial cost of the switch
.amort_cost: = the annual amortization costs of the conciliation body
.maint_cost: = running costs = the annual maintenance costs of the agency
.use_cost: = "Pay as you use" leasing rate of the exchange
.service1: = indicates which services can be used at the exchange, ie services 1, 2, 3, etc.

Ähnlich enthalten die Verbindungssignale eine Information, welche die physikalischen Kabelverbindungen betrifft, die zum Verbinden von Vermittlungsstellen verwendet werden. In der Programmiersprache C identifiziert ein Verbindungssignal eine Verbindung durch:
eine Identifizierung .link_id
die Endorte einer Verbindung werden als exchange_ids geliefert.
.exchange1 und .exchange2
die Länge einer Verbindung wird automatisch berechnet aus den Koordinaten der Vermittlungsstellen, die sie verbindet.
distance[exchange1][exchange2]
ein Typ, der die Kapazität und andere Merkmale der Verbindung spezifiziert, wird dargestellt.
.link_typeSimilarly, the connection signals include information concerning the physical cable connections used to connect exchanges. In the C programming language, a connection signal identifies a connection by:
an identification .link_id
the endpoints of a connection are supplied as exchange_ids.
.exchange1 and .exchange2
The length of a connection is calculated automatically from the coordinates of the exchanges that it connects.
distance [exchange1] [Exchange2]
a type specifying the capacity and other characteristics of the connection is shown.
.link_type

Die link_type-Datensignalestruktur enthält die folgende Information:

.link_type: = „eins"
.link_capacity: = die maximale Anzahl von Kbytes pro Sekunde, wel che die physikalische Verbindung übertragen kann.
.delay Effekt: = die Verzögerungsbewertung pro Verkehrsvolumen pro Entfernung der physikalischen Verbindung
.init_cost: = die anfänglichen Kosten pro Entfernung der physikali schen Verbindung
.amort_cost: = die jährlichen Amortisierungskosten pro Entfernung der physikalischen Verbindung
.maint_cost: = die laufende Kosten oder die jährlichen Unterhaltko sten der physikalischen Verbindung
.use_cost: = die „pay as you use"-Rate der physikalischen Verbindung .service1 wird verwendet, um anzuzeigen, welche Dienste auf der Verbindung verwendet werden können, zum Beispiel Dienst1, Dienst2, Dienst3, usw.

The link_type data signal structure contains the following information:

.link_type: = "One"
.link_capacity: = the maximum number of Kbytes per second that the physical connection can transmit.
.delay effect: = the delay rating per traffic volume per physical link distance
.init_cost: = the initial cost per distance of the physical connection
.amort_cost: = the annual amortization cost per physical connection distance
.maint_cost: = the running costs or the annual maintenance costs of the physical connection
.use_cost: = the pay as you use rate of the physical connection .service1 is used to indicate which services can be used on the connection, for example, service1, service2, service3, etc.

Das .service1-Signal kann verwendet werden, um variierende Kosten aufzunehmen, wobei die Kosten gemäß dem Ort der Verbindung variieren, wenn die Kosteninformation als eine Kostenmatrix eingeschlossen ist.The .service1 signal can be used to accommodate varying costs the cost according to the place vary the connection if the cost information as a cost matrix is included.

BETRIEB DER VERBINDUNGS- UND GRAFT-SIGNALEOPERATION OF CONNECTION AND POWER SIGNALS

Ein Verbindungssignal veranlasst einen Prozessor, Komponenten eines in einem Speicher gespeicherten Baumsignals zu untersuchen. Die Signalkomponenten des Baumsignals können Knotensignale, Verbindungssignale und Graft-Signale aufweisen. Der Prozessor arbeitet unter Steuerung des Verbindungssignals wie folgt:

(i) Zuerst veranlasst das Verbindungssignal eine Suche des Teilbaums in seinem ersten (linken) Argument, um nach einem Knotensignal zu suchen. Der Teilbaum kann ein einzelnes Knotensignal oder ein umfangreicherer Teilbaum mit einer Vielzahl von Knotensignalen und einem oder mehreren Verbindungssignalen) sein.
(ii) Nach dem Finden eines Knotensignals in dem linken Teilbaum seines ersten (linken) Arguments veranlasst das Verbindungssignal eine Suche des rechten Teilbaums seines zweiten (rechten) Arguments nach einem Knotensignal, das verschieden ist zu dem in dem linken Teilbaum gefundenen Signal. Wenn das Verbindungssignal dasselbe Knotensignal findet wie in dem linken Teilbaum, durchsucht das Verbindungssignal weiter den rechten Teilbaum, bis ein anderes Knotensignal gefunden wird.
(iii) Nach dem Finden eines ersten Knotensignals in dem linken Teilbaum, das ein erstes Teil einer physikalischen Einrichtung darstellt, und eines zweiten unterschiedlichen Knotensignals in dem rechten Teilbaum, das ein zweites Teil einer physikalischen Einrichtung darstellt, prüft das Verbindungssignal, ob es eine existierende Verbindung zwischen den zwei Knotensignalen gibt, die in den jeweiligen linken und rechten Teilbäumen gefunden wurden.

A connection signal causes a processor to examine components of a tree signal stored in a memory. The signal components of the tree signal may include node signals, connection signals and graft signals. The processor operates under control of the connection signal as follows:

(i) First, the connection signal causes a search of the subtree in its first (left) argument to look for a node signal. The subtree may be a single node signal or a more extensive subtree with a plurality of node signals and one or more connection signals.
(ii) After finding a node signal in the left subtree of its first (left) argument The link signal leaves a search of the right subtree of its second (right) argument for a node signal different from the signal found in the left subtree. If the link signal finds the same node signal as in the left subtree, the link signal continues to search the right subtree until another node signal is found.
(iii) After finding a first node signal in the left sub-tree representing a first part of a physical device and a second different node signal in the right sub-tree representing a second part of a physical device, the link signal checks to see if it has an existing one Connection between the two node signals found in the respective left and right subtrees.

Mit „existierender Verbindung" wird ausgesagt, dass, wenn es ein oder mehrere Verbindungssignale) (entweder ein Verbindungssignal oder ein Graft-Signal) gibt, das/die eine Verbindung zwischen den zwei Knoten auf der von den Knotensignalen dargestellten Netzkarte darstellt/darstellen, wobei die Knoten physikalische Teile einer Einrichtung darstellen, dies als eine Verbindung betrachtet wird. Wenn es eine existierende Verbindung gibt, dann unternimmt das Verbindungssignal nichts weiter.With "existing Connection "will stated that if there are one or more connection signals) (either a connection signal or a graft signal), the one Connection between the two nodes on the node signals illustrated / represent network map, wherein the nodes physical Represent parts of a device, this considered as a connection becomes. If there is an existing connection, then do it the connection signal nothing else.

Wenn das Verbindungssignal keine existierende Verbindung zwischen den zwei Knotensignalen findet, erzeugt das Verbindungssignal eine neue Verbindung zwischen diesen Knotensignalen.If the connection signal no existing connection between the finds two node signals, the connection signal generates a new one Connection between these node signals.

In diesem bevorzugten Prozess sucht das Verbindungssignal immer in der Reihenfolge von links nach rechts nach Knotensignalen. Verbindungssignale, welche die externen Argumente des Baums verbinden, werden zuerst betrachtet, bevor nach innen hin zu der Wurzel gegangen wird. Wenn ein Argument des Verbindungssignals einen Teilbaum aufweist, der mit einem anderen niedrigeren Verbindungssignal beginnt, sucht das höhere Verbindungssignal das linke Argument des niedrigeren Verbindungssignals zuerst.

(iv) Wenn das Verbindungssignal nicht zwei unterschiedliche Knotensignale in den jeweiligen linken und rechten Teilbäumen finden kann, ruft das Verbindungssignal das Graft-Signal, das dann statt des Verbindungssignals auf denselben zwei Argumenten des Verbindungssignals arbeitet. Auf diese Weise wandelt sich, wenn das Verbindungssignal keine zwei unterschiedlichen Knotensignale in den linken und rechten Bäumen finden kann, das Verbindungssignal selbst in ein Graft-Signal.

In this preferred process, the link signal always looks for node signals in order from left to right. Link signals connecting the external arguments of the tree are considered first, before going inward to the root. If one argument of the link signal has a subtree beginning with another lower link signal, the higher link signal first looks for the left argument of the lower link signal.

(iv) If the connection signal can not find two different node signals in the respective left and right subtrees, the connection signal calls the graft signal, which then operates on the same two arguments of the connection signal instead of the connection signal. In this way, if the connection signal can not find two different node signals in the left and right trees, the connection signal itself changes into a graft signal.

Der Betrieb des Verbindungssignals wird in 10 zusammengefasst. Das Graft-Signal arbeitet, indem es einen Prozessor veranlasst, alle Signale in seinen Argumenten, die in dem Speicher gespeichert sind, zu inspizieren. Die Signale können Verbindungssignale, Knotensignale und Graft-Signale wie folgt aufweisen.The operation of the connection signal is in 10 summarized. The graft signal operates by causing a processor to inspect all signals in its arguments stored in the memory. The signals may include connection signals, node signals and graft signals as follows.

In Schritt 1001 erzeugt das Graft-Signal zuerst ein Verzeichnis aller externer Argumente (Blätter) in jedem der zwei Teilbäume in seinen linken und rechten Argumenten. Die externen Argumente sind im Allgemeinen Knotensignale.In step 1001 First, the graft signal generates a directory of all external arguments (leaves) in each of the two subtrees in its left and right arguments. The external arguments are generally node signals.

In Schritt 1002 erzeugt das Graft-Signal auch ein vollständiges Verzeichnis aller internen Argumente, die es in den linken und rechten Teilbäumen finden kann. Die internen Argumente sind im Allgemeinen Verbindungssignale oder Graft-Signale.In step 1002 The graft signal also produces a complete list of all the internal arguments it can find in the left and right subtrees. The internal arguments are generally connection signals or graft signals.

Wenn das Graft-Signal externe Argumente in dem linken Teilbaum findet, die bereits mit einem externen Argument in seinem rechten Teilbaum verbunden sind (wenn es findet, dass die zwei Teilbäume bereits verbunden sind), veranlasst das Graft-Signal nichts weiter.If the graft signal finds external arguments in the left subtree already with an external argument in its right subtree (if it finds that the two subtrees are already connected are) does not cause the graft signal anything else.

Wenn das Graft-Signal findet, dass es keine Verbindungen zwischen jedem externen Argument des linken Teilbaums und jedem externen Argument des rechten Teilbaums gibt, identifiziert das Graft-Signal die zwei nächsten externen Knotensignale, eines in dem linken Teilbaum und eines in dem rechten Teilbaum, die zu dem physikalisch nächsten Kundenstandort, den Vermittlungsstellen oder Verbindungen in Beziehung stehen, und wenn die geographische Entfernung (in dem im Wesentlichen zweidimensionalen Raum in der dargestellten Netzkarte zwischen den nächsten Knotensignalen) geringer ist als ein vorgegebener Betrag, verbindet in Schritt 1003 das Graft-Signal die zwei externen Knotensignale durch eine Verbindung. Eigentlich behandelt das Graft-Signal ein physikalisches Netz als zwei Teilnetze von Verbindungen und Vermittlungsstellen, wobei jedes Teilnetz von einem Teilbaum dargestellt wird. Das Graft-Signal verbindet dann die zwei Teilnetze der Netzkartendarstellung (wenn sie nicht bereits verbunden sind) an ihren nächsten Vermittlungsstellen durch Erzeugen einer neuen Verbindung zwischen den naheliegendsten Vermittlungsstellen.If the graft signal finds that there are no connections between each external argument of the left subtree and each external argument of the right subtree, the graft signal identifies the two closest external node signals, one in the left subtree and one in the right subtree. which are related to the physically next customer site, exchanges or links, and if the geographical distance (in the substantially two-dimensional space in the illustrated network map between the next node signals) is less than a predetermined amount, connects in step 1003 the graft signal the two external node signals through a connection. Actually, the graft signal treats a physical network as two subnets of links and exchanges, each subnet being represented by a subtree. The graft signal then connects the two subnets of the network map representation (if not already connected) to their nearest exchanges by creating a new connection between the closest exchanges.

Wenn die nähesten geographischen Punkte der linken und rechten Teilbäume um mehr als die vorgegebene Grenze voneinander entfernt sind, dann erzeugt das Graft-Signal ein dazwischenliegendes Knotensignal zwischen den zwei nähesten Punkten der linken und rechten Teilbäume. Das Zwischen-Knotensignal steht in Bezug zu einer physikalischen Verstärkungsstation an einem Knoten entlang einer physikalischen Übertragungsverbindung.If the closest geographic points of the left and right subtrees are separated by more than the predetermined limit, then the graft signal generates an intervening nodule between the two closest points of the left and right subtrees. The intermediate node signal is related to a physical amplification station at a node along a physical transmission link.

Der Betrieb des Graft-Signals wird in 11 zusammengefasst. Bei einem Ableiten eines Netzes aus einer Baumstruktur werden die Signale in der Reihenfolge von zuerst den äußersten Blättern hin zu der Wurzel des Baums betrachtet. Die Verbindungssignale in dem bevorzugten Prozess werden in dem Baum von links nach rechts und von den Blättern hin zur Wurzel betrachtet in einer hierarchischen Reihenfolge einer Betrachtung für jeden linken oder rechten Haupt-Teilbaum, der aus der Wurzel herausgeht.The operation of the graft signal is in 11 summarized. In deriving a mesh from a tree structure, the signals are viewed in order from the outermost leaves first to the root of the tree. The connection signals in the preferred process are viewed in the tree from left to right and from the leaves toward the root in a hierarchical order of consideration for each left or right main subtree going out of the root.

Beispiel 1example 1

Unter Bezugnahme auf 12 der beigefügten Zeichnungen wird nun der Betrieb der Verbindungs- und Graft-Signale beschrieben. Die 12 zeigt einen Baum mit vier Verbindungssignalen, zwei Graft-Signalen an internen Argumenten und an der Wurzel und sieben Knotensignalen an externen Argumenten (Blättern) des Baums.With reference to 12 The attached drawings will now describe the operation of the connection and graft signals. The 12 shows a tree with four connection signals, two graft signals on internal arguments and at the root and seven node signals on external arguments (leaves) of the tree.

In dem Baum sind vier Vermittlungsstellen vorhanden, A1, A2, A3 und NSC, die durch Vermittlungsknotensignale dargestellt werden. Die Verbindungssignale spezifizieren eine Nummer, die eine der oben beschrieben Hardware-Beschränkungen bezeichnet, zum Beispiel eine Verbindungskapazität von entweder 25 oder 50 Kbytes pro Sekunde.In The tree has four exchanges, A1, A2, A3 and NSCs represented by switching node signals. The Connection signals specify a number that is one of the above described hardware limitations for example, a connection capacity of either 25 or 50 Kbytes per second.

Ein erstes Verbindungssignal 1201, als Verbindung (50) bezeichnet und eine Verbindung darstellend, die eine Kapazität von 50 Kbytes pro Sekunde aufweist, arbeitet wie folgt. Das erste Verbindungssignal 1201 durchsucht den Baum seines linken Arguments nach einem Knotensignal und findet ein Knotensignal, das die Vermittlungsstelle NSC darstellt. Das erste Verbindungssignal durchsucht dann seinen rechten Teilbaum, das sein rechtes Argument aufweist, nach einem Knotensignal und findet das Knotensignal, das die Vermittlungsstelle A1 darstellt. Da die Knotensignale, die NSC und A1 darstellen, unterschiedlich sind und es keine existierende Verbindung zwischen diesen Knoten gibt, erzeugt das erste Verbindungssignal eine Verbindung mit einer Kapazität von 50 Kbytes pro Sekunde zwischen den Vermittlungsstellen NSC und A1. Eine Anzeige der Netzkarte an dieser Stufe wird in 13 mit der Erzeugung der neuen Verbindung NL1 gezeigt.A first connection signal 1201 Designated as connection (50) and representing a connection having a capacity of 50 Kbytes per second operates as follows. The first connection signal 1201 searches the tree of its left argument for a node signal and finds a node signal representing the switch NSC. The first connection signal then searches its right subtree having its right argument for a node signal and finds the node signal representing switch A1. Since the node signals representing NSC and A1 are different and there is no existing connection between these nodes, the first connection signal generates a connection with a capacity of 50 Kbytes per second between the exchanges NSC and A1. An indication of the network card at this stage will appear in 13 with the generation of the new connection NL1.

Ein Erzeugen einer neuen Verbindung bedeutet, dass das Verbindungssignal ein bestimmtes Hardware-Signal, das einer physikalischen Verbindung entspricht, den Knotensignalen der linken und rechten Argumente zuweist.One Creating a new connection means that the connection signal a specific hardware signal that is a physical connection corresponds to the node signals of the left and right arguments assigns.

Ein zweites Verbindungssignal 1202, als Verbindung (25) bezeichnet, weist als ein linkes Argument ein Knotensignal, das die Vermittlungsstelle A3 darstellt, und als ein rechtes Argument ein Knotensignal auf, das die Vermittlungsstelle A1 darstellt. Das zweite Verbindungssignal 1202 durchsucht seinen linken Teilbaum (in diesem Fall nur die Vermittlungsstelle A3), um ein Knotensignal zu finden und findet das Knotensignal der Vermittlungsstelle A3. Das Verbindungssignal durchsucht dann den Teilbaum, der sein rechtes Argument aufweist, in diesem Fall nur das die Vermittlungsstelle A1 darstellende Knotensignal, um ein Knotensignal zu finden und findet das Knotensignal der Vermittlungsstelle A1. Da die Knotensignale, die A3 und A1 darstellen, unterschiedlich sind, erzeugt das Verbindungssignal eine neue Verbindung zwischen ihnen mit einer Kapazität von 25 Kbytes pro Sekunde, da es keine existierende Verbindung zwischen den zwei Vermittlungsstellen A3 und A1 gibt. Der Teil des Netzes, der von dem zweiten Verbindungssignal 1202 erzeugt wird, wird in 14 als die neue Verbindung NL2 gezeigt.A second connection signal 1202 , denoted as connection (25), has as a left argument a node signal representing the exchange A3 and, as a right argument, a node signal representing the exchange A1. The second connection signal 1202 searches its left subtree (in this case only the switch A3) to find a node signal and finds the switch office node signal A3. The connection signal then searches the subtree having its right argument, in this case only the node signal representing switch A1, to find a node signal and finds the node signal of switch A1. Since the node signals representing A3 and A1 are different, the link signal creates a new link between them with a capacity of 25 Kbytes per second because there is no existing link between the two switches A3 and A1. The part of the network, that of the second connection signal 1202 is generated in 14 as the new connection NL2 shown.

Ein drittes Verbindungssignal 1203, das eine Verbindungskapazität von 25 Kbytes pro Sekunde bezeichnet, durchsucht zuerst den Teilbaum seines linken Arguments nach einem Knotensignal und findet das Knotensignal der Vermittlungsstelle NSC. Das dritte Verbindungssignal durchsucht dann den rechten Teilbaum seines rechten Arguments nach einem weiteren anderen Knotensignal und findet das Knotensignal der Vermittlungsstelle A2. Nach einer Überprüfung, dass es keine existierende Verbindung zwischen den Vermittlungsstellen NSC und A2 gibt, erzeugt das dritte Verbindungssignal eine neue Verbindung NL3 mit einer Kapazität von 25 Kbytes pro Sekunde zwischen der Vermittlungsstelle NSC und der Vermittlungsstelle A2. Die entsprechende Position der Netzdarstellung wird in 15 gezeigt, welche die neue Verbindung NL3 zeigt.A third connection signal 1203 , which designates a link capacity of 25 Kbytes per second, first searches the subtree of its left argument for a node signal and finds the node signal of the switch NSC. The third connection signal then searches the right subtree of its right argument for another other node signal and finds the node signal of the exchange A2. After checking that there is no existing connection between the exchanges NSC and A2, the third connection signal generates a new connection NL3 with a capacity of 25 Kbytes per second between the central office NSC and the central office A2. The corresponding position of the network representation is displayed in 15 shown, which shows the new connection NL3.

Ein viertes Verbindungssignal 1204 weist als sein linkes Argument einen Teilbaum auf, der ein Knotensignal der Vermittlungsstelle NSC aufweist, und als sein rechtes Argument einen Teilbaum, der die zweite Verbindung 1202 zusammen mit ihren jeweiligen linken und rechten Argumenten aufweist, die das Knotensignal der Vermittlungsstelle A3 und der Vermittlungsstelle A1 aufweisen. Das vierte Verbindungssignal 1204 durchsucht zuerst seinen linken Teilbaum, der sein linkes Argument aufweist, nach einem Knotensignal und findet das Knotensignal der Vermittlungsstelle NSC. Das vierte Verbindungssignal durchsucht dann sein rechtes Argument und findet die Knotensignale der Vermittlungsstelle A3 und der Vermittlungsstelle A1. Da es keine existierende Verbindung zwischen den Knotensignalen gibt, die in den linken und rechten Argumenten des vierten Verbindungssignals gefunden werden, erzeugt das vierte Verbindungssignal eine neue Verbindung mit einer Kapazität von 25 Kbytes pro Sekunde zwischen den Vermittlungsstellen NSC und A3. Die Position wird in 16 als die neue Verbindung NL4 gezeigt.A fourth connection signal 1204 has, as its left-hand argument, a subtree comprising a node signal of the switch NSC, and as its right-hand argument a subtree containing the second connection 1202 along with their respective left and right arguments, which is the nodule Have the exchange A3 and the exchange A1. The fourth connection signal 1204 first searches its left subtree, which has its left argument, for a node signal and finds the node signal of the switch NSC. The fourth connection signal then searches its right argument and finds the node signals of the exchange A3 and the exchange A1. Since there is no existing connection between the node signals found in the left and right arguments of the fourth connection signal, the fourth connection signal generates a new connection with a capacity of 25 Kbytes per second between the exchanges NSC and A3. The position is in 16 as the new connection NL4 shown.

Der Betrieb der Verbindungs- und Knotensignale hat die Anzahl und Typen von Vermittlungsstellen und die physikalischen Verbindungen dazwischen definiert. Diese werden als Teilbäume dargestellt. Jedoch sind die Teilbäume nicht in eine Gesamtbaumstruktur mit einer einzelnen Wurzel verbunden. Dies wird durch das Graft-Signal erzielt.Of the Operation of the connection and node signals has the number and types of exchanges and the physical connections in between Are defined. These are displayed as subtrees. However, they are the subtrees not connected to a single tree root tree. This is achieved by the graft signal.

Ein erstes Graft-Signal 1205 hat als ein linkes Argument einen linken Teilbaum, der das dritte Verbindungssignal 1203 und dessen Argumente aufweist, und als ein rechtes Argument einen rechten Teilbaum, der das zweite und vierte Verbindungssignal und deren Argumente aufweist, wie oben beschrieben wurde.A first graft signal 1205 has as a left argument a left subtree which is the third connection signal 1203 and its arguments, and as a right argument, a right subtree having the second and fourth connection signals and their arguments as described above.

Das erste Graft-Signal 1205 erzeugt ein Verzeichnis aller Signale der externen und internen Argumente der Teilbäume in seinen linken und rechten Argumenten wie folgt: Linker Teilbaum Rechter Teilbaum Dritte Verbindung – Verbin Vierte Verbindung – Verbin dung (25) dung (25) NSC Zweite Verbindung – Verbin dung (25) A2 NSC A3 A1 The first graft signal 1205 generates a directory of all signals of the external and internal arguments of subtrees in its left and right arguments as follows: Left subtree Right subtree Third Connection - Verbin Fourth Connection - Verbin (25) (25) NSC Second connection - verbin (25) A2 NSC A3 A1

Das erste Graft-Signal sucht dann nach Knotensignalen in den linken und rechten Argumenten. Wenn das erste Graft-Signal eine Verbin dung zwischen einem externen Knotensignal in dem linken Argument und einem externen Knotensignal in dem rechten Argument findet, tut das Graft-Signal nichts weiter. In diesem Fall tut das Graft-Signal nichts weiter, da das externe Knotensignal, das die Vermittlungsstelle NSC in dem linken Argument darstellt, mit dem externen Knotensignal verbunden ist, das A3 (und A1) in dem rechten Argument darstellt.The first graft signal then looks for nodal signals in the left and right-wing arguments. If the first graft signal is a connec tion between an external node signal in the left argument and a external node signal finds in the right argument does the graft signal nothing else. In this case, the graft signal does nothing because the external node signal that the switch NSC in the represents left argument connected to the external node signal that represents A3 (and A1) in the right-hand argument.

Ein zweites Graft-Signal 205 stellt ein Verzeichnis aller externer Argumente (Blätter) und interner Argumente in jedem seiner linken und rechten Teilbäume auf und erzeugt das folgende Verzeichnis: Linker Teilbaum Rechter Teilbaum Dritte Verbindung – Verbin Erstes Graft dung (50) NSC Dritte Verbindung – Verbin dung (25) A1 Vierte Verbindung – Verbin dung (25) NSC A2 NSC Zweite Verbindung – Verbin dung (25) A3 A1 A second graft signal 205 Sets up a directory of all external arguments (leaves) and internal arguments in each of its left and right subtrees and creates the following directory: Left subtree Right subtree Third Connection - Verbin First graft (50) NSC Third Connection - Verbin (25) A1 Fourth Connection - Verbin (25) NSC A2 NSC Second connection - verbin (25) A3 A1

Da das zweite Graft-Signal eine existierende Verbindung zwischen einem Blatt in seinem linken Argument und einem Blatt in seinem rechten Argument finden kann, tut das zweite Graft-Signal nichts. In diesem Fall hat jedoch das Vorhandensein des Graft-Signals ermöglicht, das das Netzwerk als eine Baumstruktur dargestellt wird.There the second graft signal is an existing connection between one Leaf in his left argument and a leaf in his right Argument, the second graft signal does nothing. In this case however, has enabled the presence of the graft signal that the network is represented as a tree structure.

Die Netzkarte von 16 kann in der Programmiersprache C wie folgt dargestellt werden: The network card of 16 can be represented in the C programming language as follows:

Für die Darstellung des Netzes als eine Baumstruktur wird eine anfängliche Population, die eine große Anzahl von Baumstruktursignalen aufweist, die jeweils ein bestimmtes Netz darstellen, erzeugt. Die Erzeugung der Baumstrukturen ist zufällig, wobei Verbindungs-, Graft- oder Knotensignale zufällig internen und externen Argumenten einer Baumstruktur zugewiesen werden. Genauso wie die zufällige Zuweisung von Verbindungs-, Graft- oder Knotensignalen zu internen und externen Argumenten und zu der Wurzel des Baums wird die Topologie der Baumstruktur selbst hinsichtlich der Anzahl von Ebenen von der Wurzel aus, Anzahl von externen Argumenten und Anzahl von internen Argumenten in jedem der linken und rechten Teilbäume der Baumstruktur zufällig erzeugt. Um jedoch den Suchraum des Prozesses zu reduzieren, kann die Baumstruktur derart erzeugt werden, um alle anfänglichen Annahmen aufzunehmen, z.B. Knotensignale, die existierende Vermittlungsstellen und existierende Verbindungen darstellen.For the presentation of the network as a tree structure becomes an initial population that has a large number of tree structure signals, each having a particular network represent, generated. The generation of tree structures is random, with Connection, graft or node signals randomly internal and external arguments be assigned to a tree structure. Just like the random assignment from connection, graft or node signals to internal and external Arguments and to the root of the tree is the topology of the tree structure even in terms of the number of levels from the root, number external arguments and number of internal arguments in each the left and right subtrees the tree structure at random generated. However, to reduce the search space of the process, can the tree structure will be created to all initial ones To include assumptions, e.g. Node signals, the existing exchanges and represent existing connections.

Die Größe der zufällig erzeugten Population kann vorgegeben sein. Sobald jeder Baum erzeugt wird, kann er hinsichtlich einer Realisierbarkeit mit den Realisierbarkeitskriteria überprüft werden. Da das Ziel der ersten Population darin liegt, eine Population von realisierbaren Baumstrukturen zu erzeugen, werden zufällig erzeugte Bäume, welche die Realisierbarkeitskriteria nicht erfüllen, nicht in die anfängliche Population aufgenommen. Bäume werden zufällig erzeugt und auf eine Realisierbarkeit hin überprüft, bis genügend realisierbare Bäume erzeugt wurden, um eine ausreichend große Population einer ersten Generation zu liefern. Die Anzahl von einzelnen Bäumen, welche die erste Generationspopulation ausmachen, kann vordefiniert sein, obwohl die Effektivität des Prozesses beeinträchtigt werden kann, wenn eine restriktiv geringe Anzahl von einzelnen Bäumen spezifiziert wird, welche die erste Generationspopulation ausmacht.The Size of randomly generated Population can be predetermined. Once every tree is created, you can he will be checked for feasibility with the feasibility criteria. Since the goal of the first population is in a population of To create realizable tree structures are generated randomly trees, which do not fulfill the feasibility criteria, not in the initial one Population recorded. trees become random generated and checked for feasibility, until enough trees can be realized were to be a large enough To provide a first generation population. The number of individual trees which make up the first generation population can be predefined although the effectiveness affected by the process can be when specifying a restrictively small number of individual trees becoming the first generation population.

Realisierbarkeits- und TauglichkeitsprüfungRealisierbarkeits- and suitability test

Damit eine Baumstruktur gewählt wird, um die Basis für die Population der nächsten Generation zu bilden, muss jede Baumstruktur die folgenden Anforderungen erfüllen:

1. Realisierbarkeit; und
2. „Tauglichkeit".

For a tree to be chosen to form the basis for the next generation population, each tree must meet the following requirements:

1. feasibility; and
2. "fitness".

Realisierbarkeit kann allgemein beschrieben werden als eine absolute Prüfung, ob der Baum eine Netzkarte beschreibt, die ein physikalisches Netz darstellt, das innerhalb vorher gewählter Grenzen von Realisierbarkeitskriteria tatsächlich funktioniert, während eine Tauglichkeit allgemein beschrieben werden kann als wie gut ein physikalisches Netz, das von einem einzelnen Baum erzielt wurde, die Ziele von Leistung, Zuverlässigkeit, Kosten oder anderer Ziele erfüllt, die als eine Tauglichkeitsprüfung für das Netz gesetzt werden können.feasibility can generally be described as an absolute test of whether the tree describes a network card that is a physical network represents that within previously chosen limits of feasibility criteria indeed works while A fitness generally can be described as well a physical network obtained from a single tree the goals of performance, reliability, Costs or other objectives, as a fitness test for the Network can be set.

Die anfängliche Prüfung einer Realisierbarkeit filtert Bäume heraus, die zu praktisch nicht funktionierenden Netzen führen. In einem einfachen Beispiel kann ein Realisierbarkeitskriterium für ein Netz einfach sein, ob alle Kundenstandorte angeschlossen sind. Ein Baum, der ein Netz beschreibt, in dem alle Kundenstandorte angeschlossen sind, ist realisierbar. Eine Baumstruktur, die ein Netz beschreibt, in dem ein oder mehrere Kundenstandorte nicht verbunden ist/sind, wäre unrealisierbar und wird zurückgewiesen.The initial exam a feasibility filters trees out, leading to virtually non-functioning networks. In A simple example may be a feasibility criterion for a network be easy, if all customer sites are connected. A tree, which describes a network in which all customer sites are connected are realizable. A tree structure that describes a network where one or more customer sites are not connected, would be unrealizable and will be rejected.

Während in einem bevorzugten Prozess eine Realisierbarkeit eine absolute Prüfung zur Rückweisung eines Baums ist, ist eine Tauglichkeit eine relative Prüfung für eine Rückweisung oder Akzeptanz eines Baums, um die Basis für die nächste Generation zu bilden. Zum Beispiel haben in einem Satz von unrealisierbaren Netzen einige Netze eine bessere Leistung, eine bessere Zuverlässigkeit, eine bessere Belastbarkeit und niedrigere Kosten als andere. Diese Netze sind „tauglicher" als die anderen Bäume ihrer Generation. Da jedoch alle Bäume in dem Satz nicht realisierbar sind, werden alle Bäume zur Bildung der nächsten Generation zurückgewiesen.While in a preferred process realizability is an absolute check to reject a tree, fitness is a relative check for rejection or acceptance of a tree to form the basis for the next generation. For example, in a set of unrealizable Some networks mesh better performance, better reliability, better resilience, and lower costs than others. These nets are more "fit" than the other trees of their generation, but because all the trees in the set are unrealizable, all trees are rejected for the next generation.

Ein Satz von Bäumen, die alle realisierbar sind, da sie alle funktionsfähige Netze darstellen, kann sich als „untauglich" oder mit schlechter Tauglichkeit erweisen, da sie nicht optimal sind. Wenn zum Beispiel ein Baum eine große Anzahl von unnötigen oder redundanten Verbindungen oder unnötige/redundante Vermittlungsstellen umfasst, in anderen Worten ein überentwickeltes, über-verbundenes Netz ist, kann, obwohl das Netz die Leistungsanforderungen mit ausreichender Kapazität, geringen Vermittlungsverzögerungen usw. ausreichend erfüllen kann und obwohl das Netz hinsichtlich technischer Realisierbarkeitskriteria realisierbar sein kann und das Netz aufgrund der Redundanz von Verbindungen und Vermittlungsstellen sehr zuverlässig und überlebensfähig sein kann, sich bei Anwendung des Kostenkriterium herausstellen, dass das Netz aufgrund der Redundanz von Verbindungen und Vermittlungsstellen sehr teuer wird. In einem tauglicheren Netz hinsichtlich der Kosten können, während eine ähnliche Leistung erreicht wird, Belastbarkeits- und Zuverlässigkeitskriteria erzielbar sein durch weitere Evolution von Bäumen dieser Population durch aufeinander folgende Populationen.One Set of trees, which are all feasible, since they have all the functional networks represent, may be considered "unfit" or worse Fitness, since they are not optimal. If for example a tree a big one Number of unnecessary or redundant connections or unnecessary / redundant exchanges in other words, an overdeveloped, over-connected one Although the network can meet the performance requirements with sufficient Capacity, low switching delays etc. sufficiently fulfill can and although the net in terms of technical feasibility criteria can be feasible and the network due to the redundancy of connections and exchanges can be very reliable and viable, using the Cost criterion to prove that the network due to redundancy Of connections and exchanges is very expensive. In one better network in terms of cost, while achieving similar performance, Resilience and reliability criteria be achievable by further evolution of trees of this population through consecutive populations.

Die Kriteria zur Realisierbarkeit und Tauglichkeit können alle innerhalb von Grenzen vorgegeben und vorher eingestellt werden, was eine große Flexibilität des bevorzugten Prozesses bei der Adressierung eines weiten Bereichs von Netzgestaltungen ermöglicht.The Criteria for feasibility and fitness can all be within limits predetermined and previously set, giving great flexibility of the preferred Process of addressing a wide range of network designs allows.

In dem obigen Beispiel der Bäume, die anfangs überentwickelte Netze darstellen, wo die Tauglichkeitsprüfung darin besteht, Kosten für einen Aufbau zu reduzieren, und Bäume zur Bildung der nächsten Generation auf der Basis von niedrigsten Aufbaukosten ausgewählt werden, kann von den nachfolgenden Populationen von Bäumen erwartet werden, dass sie eine geringere Redundanz von Hardware-Komponenten aufweisen, da Komponenten zugehörige Kosten haben. Die tauglichsten Netze werden weniger und weniger Komponenten umfassen und an einem Punkt scheitern die tauglichsten Bäume einer Generation an der Realisierbarkeitsprüfung aufgrund eines Fehlens von Komponenten und einer Unfähigkeit, die Realisierbarkeitskriteria Zuverlässigkeit, Verbindungsfähigkeit, Kapazität, usw. zu erfüllen.In the above example of the trees, the initially overdeveloped Nets represent where the fitness for purpose is cost for one Reduce construction and trees to the formation of the next Generation are selected on the basis of lowest construction costs, can be expected from subsequent populations of trees they have a lower redundancy of hardware components because components associated Have costs. The most suitable nets become fewer and fewer components and at one point the most suitable trees fail one Generation at the feasibility test due to a lack of components and an inability the feasibility criteria reliability, connectivity, Capacity, etc. to fulfill.

Die optimierten Lösungen werden die tauglichsten Bäume sein, welche die Netze mit den geringsten Kosten darstellen, welche noch immer die Realisierbarkeitsprüfung bestehen.The optimized solutions become the most suitable trees which represent the networks with the least cost, which still pass the feasibility test.

Die Realisierbarkeits- und Tauglichkeitsprüfungen können aus demselben Satz von Parametern gewählt werden. Ob ein Parameter als eine Realisierbarkeitsprüfung oder als eine Tauglichkeitsprüfung verwendet wird, ist von fall zu Fall verschieden, kann aber dadurch bestimmt werden, ob der Parameter als ein absoluter Grund zur Rückweisung eines Baums oder als ein relativer Grund zur Rückweisung eines Baums verwendet wird, bewertet relativ zu demselben Parameter von anderen Bäumen der Generation.The Feasibility and fitness checks can be done from the same set of Parameters selected become. Whether a parameter as a feasibility check or as a fitness test is different from case to case but may be different determine if the parameter as an absolute reason for rejection of a tree or as a relative reason to reject a tree is evaluated relative to the same parameter of other trees Generation.

Prüfparameter zur Realisierbarkeit umfassen einen oder mehrere der Folgenden:

– Das Netz muss alle externen Vermittlungsstellen umfassen, die in den anfänglichen Netzannahmen enthalten sind;
– Vermittlungsstellen müssen die erforderliche Vermittlungs- und Konzentrationskapazität aufweisen, um den Verkehr auf den angefügten Verbindungen zu handhaben;
– das Netz muss vordefinierte Minimumstandards hinsichtlich einer oder mehrere Realisierbarkeitsbeschränkung(en) wie folgt erfüllen:
– mittlere kumulative Verzögerungszeit entlang aller möglicher Routen;
– maximale Anzahl von Sprüngen pro Route;
– Mittelwert des Verbindungskapazitätsverhältnisses;
– akzeptable Gesamtkosten des Netzes;
– das Erfüllen von vordefinierten Empfindlichkeits- oder Zuverlässigkeitskriteria.

Probability test parameters include one or more of the following:

- the network must include all external exchanges included in the initial network assumptions;
- exchanges must have the necessary switching and concentration capacity to handle the traffic on the attached links;
- the network must meet predefined minimum standards for one or more feasibility constraints as follows:
- average cumulative delay time along all possible routes;
- maximum number of jumps per route;
- average value of the connection capacity ratio;
- acceptable total cost of the network;
- meeting predefined sensitivity or reliability criteria.

Prüfparameter, welche die Basis einer Tauglichkeitsprüfung bilden können, umfassen:

• Leistung
• Zuverlässigkeit
• Belastbarkeit
• Kosten

Test parameters that can form the basis of a suitability test include:

• Power
• Reliability
• load capacity
• costs

Eine Leistung kann durch Parameter von Verzögerung, Prozentsatz einer Auslastung des Netzes, durchschnittliche Anzahl von Sprüngen oder Prozentsatz einer Blockierung beschrieben werden.A power may be determined by parameters of delay, percentage of utilization of the network, average number of jumps or percentage blocking.

Eine Zuverlässigkeit kann in Form von Parametern von Belastbarkeit/Empfindlichkeit, Prozentsatz einer Blockierung und Verfügbarkeit charakterisiert werden.A reliability can take the form of parameters of resilience / sensitivity, percentage a blockage and availability be characterized.

Die Kostenparameter können durch Parameter von Aufbaukosten, Kosten, um das Netz zu unterhalten und zu verwenden, oder Kosten, um das Netz zu unterhalten und zu besitzen, charakterisiert werden.The Cost parameters can through parameters of construction costs, costs to maintain the network and to use, or costs, to maintain and maintain the network own, be characterized.

Eine Tauglichkeitsprüfung wird durch Erzeugen von Netzsignalen, die das Netz darstellen, aus den Baumsignalen und Überprüfen dieser Netzdatensignale in Bezug auf den/die gewählten Prüfparameter durchgeführt. Dies ist tatsächlich eine Simulation einer Netzleistung durch Modellierung des Netzes durch seine Datensignale und Prüfen dieser Datensignale durch Integration mit anderen Signalen, welche die Prüfparameter darstellen.A fitness check is made by generating network signals representing the network the tree signals and checking this Net data signals carried out in relation to the selected test parameters. This is actually a simulation of a network performance by modeling the network through its data signals and testing these data signals by integration with other signals, which represent the test parameters.

Ein Aspekt von Leistung ist die durchschnittliche Verzögerung, die bei einer Übertragung von Information erfahren wird. Ein weiterer Aspekt von Leistung ist die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls bei der Übertragung von Information, als die Blockierung oder der Prozentsatz von verlorenen Anrufen bekannt. Zusätzlich kann eine Zuverlässigkeit als eine gesonderte Beschränkung in dem Optimierungsproblem einer Netzgestaltung erscheinen, entweder als feste Beschränkung oder als Teil oder Gesamtes des Ziels der Optimierung. In letzterem Fall wird das Optimierungsproblem einer Netzgestaltung zu einer Empfindlichkeitsoptimierung, wenn es auf ein Backbone-Netz angewendet wird. Eine Zuverlässigkeit kann als der Prozentsatz von verlorenen Anrufen definiert werden oder sie kann als ein anderes Maß betrachtet werden, zutreffender als Empfindlichkeit bezeichnet.One Aspect of performance is the average delay, in a transmission of information. Another aspect of performance is the probability of failure during transmission of information, as the blocking or the percentage of lost ones Call known. In addition, can a reliability as a separate restriction appear in the optimization problem of a network design, either as a fixed restriction or as part or all of the goal of optimization. In the latter Case, the optimization problem of a network design becomes one Sensitivity optimization when applied to a backbone network becomes. A reliability can be defined as the percentage of lost calls or it may be considered as another measure, more true referred to as sensitivity.

Eine Empfindlichkeit (Überlebensfähigkeit) ist ein Maß der Fähigkeit eines Netzes, den Ausfall von einzelnen Verbindungen oder Knoten zu überstehen, ohne die Fähigkeit zur Übertragung von Information zu verlieren. Damit ein Netz überlebensfähig ist, muss es zumindest zwei getrennte Routen zwischen jedem Paar von Datensignalquellen/empfängern geben, die weder Knoten noch Verbindungen miteinander teilen.A Sensitivity (survivability) is a measure of ability of a network, the failure of individual connections or nodes to survive without the ability for transmission to lose information. For a network to be viable, it must at least be give two separate routes between each pair of data signal sources / receivers, that do not share nodes or connections.

Ein grundlegendes Problem jeder Netzgestaltungsoptimierung liegt darin, Einrichtungen an Knoten des Netzes und Verbindungen zwischen den Knoten mit optimalen Charakteristiken und einer Spezifikation zuzuteilen, um ein optimales Netz zu erzeugen. Das Kriteria für ein „optimales" Netz, d.h. das Tauglichkeitskriteria, kann von Netz zu Netz variieren. Wenn zum Beispiel eine hohe Zuverlässigkeit erforderlich ist und Kosten von sekundärer Wichtigkeit sind, ist ein optimales Netz ein sehr zuverlässiges Netz. Wenn andererseits eine Zuverlässigkeit nicht so wichtig ist wie die Kosten, dann ist ein optimales Netz ein weniger kostspieliges Netz, wenngleich mit einer reduzierten Zuverlässigkeit.One fundamental problem of any network design optimization is Facilities at nodes of the network and connections between the Allocate nodes with optimal characteristics and specification, to create an optimal network. The criterion for an "optimal" network, i.e. the suitability criteria, can vary from network to network. If, for example, high reliability is required and costs of secondary importance is one optimal network a very reliable Network. On the other hand, if reliability is not so important like the cost, then an optimal network is a less expensive one Network, albeit with reduced reliability.

Es ist möglich, akzeptable Minimum- oder Maximumwerte für jeden der Tauglichkeitsprüfparameter zu setzen, so dass der Optimierungsprozess seine Suche auf die Gestaltungen beschränkt, die in diese Grenzen fallen. Diese können als Tauglichkeitsgrenzsignale eingegeben werden. Ein Berechnen der tatsächlichen Werte für die Ziele für eine bestimmte Netzgestaltung erfordert normalerweise Datensignale, die einen Quellverkehr betreffen, und Datensignale, welche die Leistung einer Simulation betreffen, um den Verkehr an unterschiedlichen Teilen des Netzes zu schätzen.It is possible, acceptable minimum or maximum values for each of the fitness test parameters so the optimization process does its search on the designs limited, that fall within those limits. These can be used as fitness limit signals be entered. Calculating the actual values for the goals for one certain network design usually requires data signals that pertaining to source traffic, and data signals representing performance a simulation concern the traffic at different Estimate parts of the network.

Die Prüfparameter von Leistung, Zuverlässigkeit und Kosten können als Netz-abhängige Merkmale beschrieben werden, da sie abhängig sind von den physikalischen Beschränkungen des Netzes und seiner Komponenten. Zusätzlich zu den abhängigen Netzmerkmalen gibt es auch andere definierbare Merkmale des Netzes, die am Anfang unabhängig von dem Netz sind, entweder weil das Netz ein existierendes Netz ist und die Merkmale zu dem existierenden Netz hinzugefügt werden können oder weil das Netz eine Gestaltung „auf grüner Wiese" ist.The Test parameters of performance, reliability and costs can as network-dependent Characteristics are described as they are dependent on the physical restrictions of the network and its components. In addition to the dependent network features There are also other definable features of the network that are at the beginning independently from the network, either because the network is an existing network and the features are added to the existing network can or because the net is a "green field" design.

Unabhängige Netzmerkmale umfassen den Ort der Knoten, den Ort von Verbindungen, die Knotenkapazitäten, die Knotenfähigkeiten, die Verbindungsfähigkeiten und die verfügbaren Dienste.Independent network features include the location of the nodes, the location of connections, the node capacities, the Node capabilities the connectivity and the available ones Services.

Die Orte der Knoten können als fähig spezifiziert werden, überall oder an limitierten Stellen oder an festen Stellen oder an einigen festen Stellen oder an jedem SS-Knoten oder nur an manchen SS-Knoten platziert zu werden. Dies wird implementiert durch Eingabe der Orte als Netzbeschränkungssignale oder Netzannahmesignale: Verbindungsorte können als platzierbar an jedem Knoten, nur an einigen Knoten, fest, mit einigen Verbindungsorten fest, platziert an jedem SS-Knoten oder platziert nur an einigen SS-Knoten spezifiziert werden. Knotenkapazitäten können als jede Kapazität, mit einem diskreten Wert oder als eine feste Kapazität oder nur einige mit fester Kapazität spezifiziert werden.The locations of the nodes may be specified as capable of being placed anywhere or at limited locations or at fixed locations or at some fixed locations or at each SS node or only at some SS nodes. This is implemented by entering the locations as network restriction signals or network acceptance signals: Connection locations may be specified as placeable at each node, only at some nodes, fixed, with some connection locations, placed at each SS node, or placed only at some SS nodes. Nodal capacities can be considered any capacity, with a discrete value or as a fixed capacity or only a few are specified with fixed capacity.

Verbindungskapazitäten können definiert werden fähig zu sein, jede Kapazität oder nur diskrete Kapazitäten anzunehmen oder eine feste Kapazität zu sein oder nur einige von ihnen sind eine feste Kapazität. Knotenfähigkeiten können vor einer Optimierung eingestellt werden, den Knoteneinrichtungen zu ermöglichen, alle Dienste zu liefern, nur einige der verfügbaren Dienste, Vermittlung und alle Konzentration zu sein. Die Verbindungsfähigkeiten können vorgegeben werden fähig zu sein, alle Dienste zu unterstützen, nur einige Dienste, Vermittlung und alle Konzentration zu sein. Die verfügbaren Dienste können einzelne Dienste oder mehrfache Dienste sein. Routingtabellen können fest sein, durch eine Regel festgelegt sein, jede Routingtabelle anzunehmen, jede Routingtabelle mit bestimmten Regeln anzunehmen oder nur mit teilweisem festen Routing.Connection capacities can be defined become capable to be, any capacity or only discrete capacities to accept or be a fixed capacity or just some of they are a fixed capacity. node capabilities can be set before optimization, the node devices to enable to provide all services, just some of the services available, mediation and to be all concentration. The connectivity skills can be predetermined to be able to to support all services just to be some services, mediation and all concentration. The available Services can be single services or multiple services. Routing tables can be fixed be determined by a rule to accept each routing table to accept any routing table with certain rules or just with partial fixed routing.

Am Beginn der Netzgestaltung kann das grundlegende Problem dargelegt werden als Finden des besten Weges, um eine Reihe von Orten unter Verwendung existierender oder neuer Vermittlungsstelleneinrichtungen und Verbindungen miteinander zu verbinden, um so eine erforderliche Transportkapazität zwischen diesen Orten innerhalb bestimmter Leistungsbeschränkungen und mit minimalen Kosten zu erzielen. Die oben beschriebene Vielfalt von abhängigen Netzmerkmalen und unabhängigen variablen Netzmerkmalen liefert eine große Anzahl von möglichen Variationen. Es ist immer notwendig, einige anfängliche Annahmen über den Typ des erforderlichen Netzes zu machen, um die Gestaltungsmöglichkeiten zu vereinfachen.At the Starting the network design can set out the basic problem Be as finding the best way to put a number of places under Use of existing or new exchange facilities and interconnect connections to one another as required transport capacity between these places within certain performance limits and with minimal costs. The diversity described above dependent Network features and independent variable network features provides a large number of possible Variations. It is always necessary to have some initial assumptions about the type of the required network to make the design options to simplify.

In dem hier beschriebenen bevorzugten Verfahren werden anfängliche Annahmen über das Problem anfangs definiert. In dem Fall des hier beschriebenen bevorzugten Prozesses können anfängliche Annahmen über das Netz in der Form von Eingangssignalen gemacht werden, welche die Anzahl von erforderlichen Knoten, den physikalischen Ort der Knoten und das Verkehrsvolumen durch diese Knoten darstellen.In The preferred method described herein will be initial Assumptions about initially defined the problem. In the case of the one described here preferred process initial Assumptions about the network are made in the form of input signals which the number of nodes required, the physical location of the Represent nodes and the traffic volume through these nodes.

In dem bevorzugten Prozess kann, implementiert in der Programmiersprache C, die Anzahl von erforderlichen Orten spezifiziert werden durch die Funktion:
Identity = 0
external_exchange[n].exchange_idIn the preferred process, implemented in the C programming language, the number of required locations can be specified by the function:
Identity = 0
external_exchange [n] .exchange_id

Der physikalische Ort der Knoten kann beschrieben werden durch die Funktion:
Physical location = x- und y-Koordinaten (oder eine einzelne Zahl, die einen Ort in einem Raster-Scan eines bestimmten Gebiets anzeigt).
external_exchange[n].x and yThe physical location of the nodes can be described by the function:
Physical location = x and y coordinates (or a single number indicating a location in a raster scan of a particular area).
external_exchange [n] .x and y

Das Verkehrsvolumen kann in einer von drei Formen spezifiziert werden:
Erstens als Verkehrs-Matrix, die gleich ist zu der Anzahl von erforderlichen Kbytes pro Sekunde zwischen jedem Paar von externen Vermittlungsstellen. In dem Fall des mittels C implementierten Prozesses kann die Funktion die Form annehmen:
format of matrix = path_capacity[exchange1]
exchange[2]Traffic volume can be specified in one of three forms:
First, as a traffic matrix equal to the number of Kbytes required per second between each pair of external switches. In the case of the C implemented process, the function may take the form:
format of matrix = path_capacity [exchange1]
exchange [2]

Wenn dieses Format verwendet wird, wird der Matrixwert exchanges(exchange1) auf 0 gesetzt, ansonsten wird er auf 1 gesetzt.If this format is used, the matrix value exchanges (exchange1) set to 0 otherwise it will be set to 1.

Zweitens können die Anzahl von Benutzern jedes erforderlichen Dienstes an jeder externen Vermittlungsstelle und die Gesamtpegel von nach außen gehendem Verkehr spezifiziert werden von der Funktion:
exchanges[exchange1].users1 and exchanges[exchange1].alevelallSecond, the number of users of each required service at each external switch and the overall levels of outbound traffic can be specified by the function:
exchanges [exchange1] .users1 and exchanges [exchange1] .alevelall

Drittens kann der gesamte nach außen gehende Verkehrspegel an der Vermittlungsstelle spezifiziert werden durch das C-Signal:
exchanges[exchange1].mlevelall Third, the total outbound traffic level at the central office can be specified by the C signal:
exchanges [exchange1] .mlevelall

Alle Verkehrspegel sollten spezifiziert werden als zwei Werte, eine maximale Bitrate und eine durchschnittliche Bitrate für eine kontinuierliche Verwendung über einen 8-Stunden-Tag. Zum Beispiel als die Funktion:
exchanges[exchange1].mlevell and .alevellAll traffic levels should be specified as two values, a maximum bit rate and an average bit rate for continuous use over an 8-hour day. For example as the function:
exchanges [exchange1] .mlevell and .alevell

Die Charakteristiken der verfügbaren Vermittlungs- und Verbindungstypen müssen unter Verwendung der oben angeführten Parameter ebenfalls spezifiziert werden.The Characteristics of the available Switching and connection types must be made using the above cited Parameter also be specified.

Zusätzlich können eine Leistung, ein Ort oder Kostenbeschränkungen, die das gewünschte Netz betreffen, spezifiziert werden. In der C-Sprache können Leistungsparameter spezifiziert werden durch die Funktion:
link_capacity, avemaxdelay, avenohops, storage_capacity.Additionally, a performance, location, or cost constraints pertaining to the desired network may be specified. In the C language, performance parameters can be specified by the function:
link_capacity, avemaxdelay, avenohops, storage_capacity.

Kostenparameter können in der C-Sprache spezifiziert werden als:
total_cost, fixed_cost, vary_cost.Cost parameters can be specified in the C language as:
total_cost, fixed_cost, vary_cost.

Auswahl der tauglichsten BäumeSelection of most suitable trees

Realisierbare Bäume werden ausgewählt auf der Basis ihrer „Tauglichkeit" wie gemessen von den gewählten Prüfparametern, die auf das Netz angewendet werden, das der Baum darstellt. Eine Auswahl geschieht in Bezug zu anderen Bäumen. Die absolute Anzahl von gewählten Bäumen oder der Prozentsatz von ausgewählten Bäumen der Population kann festgelegt werden oder Bäume können ausgewählt werden unter der Voraussetzung, dass sie ein vorgegebenes Tauglichkeitskriteria erfüllen.realizable Become trees selected based on their "fitness" as measured by the chosen one test parameters, that are applied to the web that represents the tree. A Selection happens in relation to other trees. The absolute number of selected trees or the percentage of selected trees the population can be specified or trees can be selected provided that that they meet a given suitability criteria.

Die Grenzen einer Tauglichkeit werden als Tauglichkeitsgrenzsignale eingegeben.The Limits of fitness are considered fitness limit signals entered.

Evolution von BaumpopulationenEvolution of tree populations

Nach der Überprüfung jedes einzelnen Baums der Population auf seine Tauglichkeit und der Auswahl des erfolgreichsten Baums der Population, um die Basis der nächsten Generation zu bilden, werden die gewählten Bäume entwickelt (Evolution), um eine neue Population zu bilden. Eine Evolution der gewählten Bäume zu der neuen Generation kann die Form eines Beibehaltens der tauglichsten Baumstrukturen, die einen Teil der gewählten Bäume bilden, und Übertragen dieser in einer unmodifizierten Form in die nächste Population annehmen. Andere ausgewählte Baumstrukturen, die einen anderen Teil der gewählten Bäume bilden, können einer Änderung unterzogen werden durch die Mechanismen von Kreuzung (Crossover), Mutation oder Permutation.To checking each one individual tree of the population on its suitability and the selection of the most successful tree of the population to the base of the next generation to form the chosen ones Trees developed (Evolution) to form a new population. An evolution of selected Trees too The new generation can take the form of maintaining the most suitable Tree structures forming part of the selected trees and transferring accept this in an unmodified form into the next population. Other selected Tree structures that form another part of the selected trees may undergo a change undergo the mechanisms of crossover, Mutation or permutation.

Man betrachte das Problem einer Optimierung eines neuen Netzes, das die Kundenstandorte CS1, CS2, CS3 und CS4 mit den existierenden Vermittlungsstellen EX1, EX2 und EX3 verbindet, wobei die existierenden Vermittlungsstellen EX1 und EX2 bereits durch eine existierende Verbindung EL1 verbunden sind. Die Kundenstandorte, die existierenden Vermittlungsstellen und die existierende Verbindung können jeweils von einem Knotensignal N1 bis N8 dargestellt werden. Die Situation wird in vereinfachter Form in der Netzkartendarstellung von 18 gezeigt.Consider the problem of optimizing a new network connecting the customer premises CS1, CS2, CS3 and CS4 to the existing exchanges EX1, EX2 and EX3, the existing exchanges EX1 and EX2 already being connected by an existing connection EL1. The customer sites, the existing exchanges and the existing connection can each be represented by a node signal N1 to N8. The situation is simplified in the network map representation of 18 shown.

CROSSOVERCROSSOVER

Unter Bezugnahme auf 18 der beigefügten Zeichnungen wird ein Baum einer N-ten Population gezeigt. Der Baum beschreibt ein Netz, wie in der Netzkarte von 19 dargestellt wird. Ein Verzeichnis der entsprechenden Knotensignale und Verbindungssignale wird im Fol genden für ein neues Netz gezeigt, das um die Vermittlungsstellen EX1, EX2 und EX3 mit einer existierenden Verbindung EL1 zwischen den Vermittlungsstellen EX1 und EX2 konstruiert wird. Das Netz in 18 umfasst die beabsichtigten Kundenstandorte CS1, CS2, CS3 und CS4. Knotensignale Verbindungssignale N1 = CS1 Kundenstandort 1 L1 = NL1 Neue Verbindung 1 N2 = CS2 Kundenstandort 2 L2 = NL2 Neue Verbindung 2 N3 = CS3 Kundenstandort 3 L3 = NL3 Neue Verbindung 3 N4 = CS4 Kundenstandort 4 L4 = NL4 Neue Verbindung 4 N5 = EX1 Vermittlungsstelle 1 L5 = NL5 Neue Verbindung 5 N6 = EX2 Vermittlungsstelle 2 L6 = NL6 Neue Verbindung 6 N7 = EX3 Vermittlungsstelle 3 N8 = NN1 Neuer Knoten 1 N9 = EL1 Existierende Verbin dung 1 With reference to 18 In the accompanying drawings, a tree of an Nth population is shown. The tree describes a network as in the network map of 19 is pictured. A list of the respective node signals and connection signals is shown below for a new network being constructed around exchanges EX1, EX2 and EX3 with an existing connection EL1 between the exchanges EX1 and EX2. The net in 18 includes the intended customer sites CS1, CS2, CS3 and CS4. node signals link signals N1 = CS1 Customer Location 1 L1 = NL1 New connection 1 N2 = CS2 Customer Location 2 L2 = NL2 New connection 2 N3 = CS3 Customer Location 3 L3 = NL3 New connection 3 N4 = CS4 Customer Location 4 L4 = NL4 New connection 4 N5 = EX1 exchange 1 L5 = NL5 New connection 5 N6 = EX2 exchange 2 L6 = NL6 New connection 6 N7 = EX3 exchange 3 N8 = NN1 New node 1 N9 = EL1 Existing verbin Training 1

Die Baumstruktur und das entsprechende Netz umfassen einen neuen Knoten NN1, mit dem eine neue Verbindung NL1 verbunden wurde. Der neue Knoten kann entstanden sein durch den zufälligen Erzeugungsvorgang der anfänglichen Population oder kann zufällig während eines Mutationsvorgangs einer früheren Generation eingefügt worden sein. Die existierende Verbindung EL1, die ein externes Argument zu dem Baum bildet (Knotensignal N9), wird interpretiert als eine Referenz zu beiden der zwei Knotensignale der Vermittlungsstellen EX1, EX2, welche die beiden Enden der existierenden Verbindung ausmachen. Eine Aufnahme einer existierenden Verbindung als ein externes Argument verbessert die Effizienz des gesamten Evolutionsprozesses in diesem Beispiel. Das Knotensignal N9 in der 18 arbeitet anders als die anderen Knotensignale, da es eine Information über die existierende Verbindung enthält, und wird als eine Referenz zu beiden der zwei Knoten behandelt, welche die beiden Enden der existierenden Verbindung ausmachen.The tree structure and the corresponding network comprise a new node NN1 to which a new connection NL1 has been connected. The new node may have originated from the random generation process of the initial population, or may happen at an early chance during a mutation process been inserted in the new generation. The existing connection EL1, which forms an external argument to the tree (node signal N9), is interpreted as a reference to both of the two node signals of the exchanges EX1, EX2, which make up the two ends of the existing connection. Including an existing connection as an external argument improves the efficiency of the entire evolutionary process in this example. The node signal N9 in the 18 operates differently than the other node signals, as it contains information about the existing connection, and is treated as a reference to both of the two nodes that make up the two ends of the existing connection.

Unter Bezugnahme auf 20 der beigefügten Zeichnungen wird eine zweite Baumstruktur der N-ten Generation gezeigt. Die zweite Baumstruktur entspricht einem Netz, das dieselben Vermittlungsstellen EX1, EX2, EX3 und Kundenstandorte CS1–CS4 wie das Netz von 19 aufweist. Die von 20 beschriebene Netzdarstellung wird in 21 schematisch gezeigt.With reference to 20 In the accompanying drawings, a second tree structure of the Nth generation is shown. The second tree structure corresponds to a network having the same exchanges EX1, EX2, EX3 and customer premises CS1-CS4 as the network of 19 having. The of 20 described network representation is in 21 shown schematically.

Die Knotensignale und Verbindungssignale des Baums von 20 und dem entsprechenden Netz von 21 sind folgende: Knotensignale Verbindungsignale N1 = CS1 Kundenstandort 1 L1 = NL1 Neue Verbindung 1 N2 = CS2 Kundenstandort 2 L2 = NL2 Neue Verbindung 2 N3 = CS3 Kundenstandort 3 L3 = NL3 Neue Verbindung 3 N4 = CS4 Kundenstandort 4 L4 = NL4 Neue Verbindung 4 N5 = EX1 Vermittlungsstelle 1 L5 = NL5 Neue Verbindung 5 N6 = EX2 Vermittlungsstelle 2 L6 = NL6 Neue Verbindung 6 N7 = EX3 Vermittlungsstelle 3 L7 = NL7 Neue Verbindung 7 N8 = NN1 Neuer Knoten 1 L8 = NL8 Neue Verbindung 8 N9 = EL1 Existierende Verbin L9 = NL9 Neue Verbindung 9 dung 1 L10 = NL10 Neue Verbindung 10 The node signals and connection signals of the tree of 20 and the corresponding network of 21 are the following: node signals link signals N1 = CS1 Customer Location 1 L1 = NL1 New connection 1 N2 = CS2 Customer Location 2 L2 = NL2 New connection 2 N3 = CS3 Customer Location 3 L3 = NL3 New connection 3 N4 = CS4 Customer Location 4 L4 = NL4 New connection 4 N5 = EX1 exchange 1 L5 = NL5 New connection 5 N6 = EX2 exchange 2 L6 = NL6 New connection 6 N7 = EX3 exchange 3 L7 = NL7 New connection 7 N8 = NN1 New node 1 L8 = NL8 New connection 8 N9 = EL1 Existing verbin L9 = NL9 New connection 9 Training 1 L10 = NL10 New connection 10

Der neue Knoten 1 ist ein zufällig erzeugter neuer Knoten.Of the new node 1 is a random one generated new node.

Unter Bezugnahme auf 23 werden die ersten und zweiten Bäume der N-ten Generation gezeigt, als Eltern (parent) 1 und Eltern 2 bezeichnet. Die ersten und zweiten Bäume der N-ten Generation wer den miteinander gekreuzt (cross over), um einen Nachkommen (offspring) 1 und Nachkommen 2 in der N + 1-ten Generation zu bilden. Bei dem ersten Baum der N-ten Generation wird sein rechter Teilbaum 2301 mit einem Teilbaum 2302 des zweiten Baums der N-ten Generation gekreuzt. Eine Neubildung der zwei Baumstrukturen durch Crossover wird in dem folgenden Beispiel dargestellt.With reference to 23 For example, the first and second Nth generation trees are shown as parent 1 and parent 2. The first and second trees of the Nth generation are crossed over to form offspring 1 and offspring 2 in the N + 1th generation. The first tree of the Nth generation becomes its right subtree 2301 with a subtree 2302 of the second tree of the Nth generation crossed. A new formation of the two tree structures by crossover is shown in the following example.

Der Teilbaum 2301 des ersten Elternbaums wird an der internen Argumentverbindung 5 abgetrennt und der Teilbaum 2302 des zweiten Elternbaums wird an der internen Argumentverbindung 5 abgetrennt. Der zweite Teilbaum 2302 wird an dem internen Argument des ersten Baums der N-ten Generation eingesetzt, um den entstehenden ersten Nachkommenbaum, Nachkomme 1, zu erzeugen.The subtree 2301 of the first parent tree is separated at the internal argument connection 5 and the subtree 2302 of the second parent tree is separated at the internal argument connection 5. The second subtree 2302 is used on the internal argument of the first tree of the Nth generation to produce the resulting first descendant tree, descendant 1.

Ähnlich wird der erste Teilbaum 2301 an dem internen Argument angefügt, das vorher von dem zweiten Teilbaum 2302 in dem zweiten Elternteil besetzt war, um den zweiten Nachkommenbaum, Nachkomme 2, zu erzeugen, wie in der 23 gezeigt wird.The first subtree becomes similar 2301 attached to the internal argument previously from the second subtree 2302 in the second parent was occupied to produce the second progeny tree, Descendant 2, as in the 23 will be shown.

Unter Bezugnahme auf 24 der beigefügten Zeichnungen werden die entsprechenden Netzgestaltungen gezeigt, die gemäß den Eltern- und Nachkommenbäumen der N-ten und N + 1-ten Generationen von 23 konstruiert werden. Die Netzgestaltungen von 24 zeigen nur eine Darstellung der Topologie der aus den Bäumen entstehenden Netze. Jedoch ist eine weitere Information, welche die Vermittlungskapazität, Verbindungskapazität, Kosten, usw. wie oben beschrieben betrifft, an den Verbindungs- und Knotensignalen angefügt. Diese Information ist auch in den Baumdarstellungsdaten verfügbar, obwohl sie nicht in den beispielhaften Topologiedarstellungen von 24 gezeigt werden.With reference to 24 In the accompanying drawings, the corresponding network designs are shown according to the parent and descendant trees of the Nth and N + 1st generations of 23 be constructed. The network designs of 24 show only a representation of the topology of emerging from the trees nets. However, further information concerning the switching capacity, connection capacity, cost, etc. as described above is attached to the connection and node signals. This information is also available in the tree representation data, though not in the exemplary topology representations of 24 to be shown.

Unter Bezugnahme auf 24 wird das Elternnetz 1 von dem ersten Elternbaum wie folgt beschrieben. Das Verbindungssignal 1 erzeugt eine neue Verbindung NL1 zwischen dem Knotensignal CS2 und dem Knotensignal NN1. Auf der nächsten Ebene zu der Wurzel des Baums hin durchsucht das Verbindungssignal 2 sein linkes Argument nach einem Knotensignal und findet das Knotensignal CS2 und durchsucht dann sein rechtes Argument nach einem Knotensignal und findet das Knotensignal CS1. Das Verbindungssignal 2 erzeugt dann eine neue Verbindung NL2 zwischen den Knotensignalen CS1 und CS2, entsprechend der neuen Verbindung NL2 zwischen dem Kundenstandort 1 und dem Kundenstandort 2.With reference to 24 the parent network 1 is described by the first parent tree as follows. The connection signal 1 generates a new connection NL1 between the node signal CS2 and the node signal NN1. At the next level to the root of the tree, the link signal 2 searches its left argument for a node signal and finds the node signal CS2 and then searches its right argument for a node signal and finds the node signal CS1. The connection signal 2 then generates a new connection NL2 between the node signals CS1 and CS2, corresponding to the new connection NL2 between the customer site 1 and the customer site 2.

In dem rechten Teilbaum erzeugt, beginnend von den äußersten externen Blättern, das Verbindungssignal 3 eine neue Verbindung NL3 zwischen dem Knotensignal CS3, das den Kundenstandort CS3 darstellt, und dem Knotensignal EX2, das die Vermittlungsstelle 2 darstellt. Auf der nächsten Ebene zu der Wurzel hin durchsucht an der Wurzel des Baums das Verbindungssignal 4 sein linkes Argument und findet das Knotensignal CS4, das dem Kundenstandort 4 entspricht, und durchsucht dann sein rechtes Argument nach einem externen Argument und findet das Knotensignal CS3, das dem Kundenstandort 3 entspricht. Das Verbindungssignal 4 erzeugt eine neue Verbindung NL4 zwischen dem Knotensignal CS3, das dem Kundenstandort 3 entspricht, und dem Knotensignal CS4, das dem Kundenstandort 4 entspricht.In The right subtree generates, starting from the outermost external leaves, the Connection signal 3, a new connection NL3 between the node signal CS3, which represents the customer site CS3, and the node signal EX2, which represents the exchange 2. At the next level towards the root searches the connection signal at the root of the tree 4 its left argument and finds the node signal CS4, which is the Customer Location 4 matches, and then searches his right argument after an external argument and finds the node signal CS3, the corresponds to the customer location 3. The connection signal 4 generates a new connection NL4 between the node signal CS3, the Customer Location 3, and the node signal CS4, the customer site 4 corresponds.

Auf der nächsthöheren Ebene in dem rechten Teilbaum durchsucht das Verbindungssignal 5 sein linkes Argument und findet den externen Knoten EL1, der einer existierenden Verbindung 1 zwischen dem der Vermittlungsstelle 1 entsprechenden Vermittlungssignal EX1 und dem der Vermittlungsstelle 2 entsprechenden Vermittlungssignal EX2 entspricht. Das Verbindungssignal 5 durchsucht dann seinen rechten Teilbaum und findet das externe Argument CS4, das dem Kundenstandort 4 entspricht. Da es keine existierende Verbindung zwischen dem Knotensignal CS4 und dem Knotensignal EL1 gibt, erzeugt das Verbindungssignal 5 eine neue Verbindung NL5 zwischen dem Knotensignal CS4, das dem Kundenstandort 4 entspricht, und dem Knotensignal EL5, das der existierenden Verbindung 1 entspricht. Da das Knotensignal EL1 eine existierende Verbindung darstellt, die mit den Vermittlungsstellen EX1 und EX2 verbunden ist, erzeugt das Verbindungssignal 5 die neue Verbindung NL5 zwischen dem Kundenstandort 4 und der Vermittlungsstelle 2, die an einem Ende der existierenden Verbindung 1 am nächsten zu dem Kundenstandort 4 ist. Wenn der Kundenstandort 4 geographisch näher an der Vermittlungsstelle 1 als an der Vermittlungsstelle 2 wäre, würde das Verbindungssignal 5 die neue Verbindung NL5 zwischen dem Kundenstandort 4 und der Vermittlungsstelle 1 errichten. In diesem Fall jedoch, da die Vermittlungsstelle 2 näher an dem Kundenstandort 4 ist, wird die neue Verbindung NL5 zwischen der Vermittlungsstelle 2 und dem Kundenstandort 4 hergestellt.On the next higher level in the right subtree, the connection signal 5 searches left argument and finds the external node EL1, that of an existing one Connection 1 between the switch 1 corresponding Switching signal EX1 and the switch 2 corresponding Switching signal EX2 corresponds. The connection signal 5 searches then its right subtree and finds the external argument CS4, which corresponds to the customer location 4. Because there is no existing connection between the node signal CS4 and the node signal EL1 the connection signal 5 a new connection NL5 between the node signal CS4 corresponding to the customer site 4 and the node signal EL5, that corresponds to the existing connection 1. Because the node signal EL1 represents an existing connection with the exchanges EX1 and EX2 is connected, the connection signal 5 generates the new one Connection NL5 between the customer site 4 and the central office 2, which at one end of the existing connection 1 closest to the customer site is 4. If the customer location is 4 geographically closer to the exchange would be 1 than at the exchange 2, would Connection signal 5, the new connection NL5 between the customer site 4 and the exchange 1 establish. In this case, however, because the exchange 2 closer at the customer site is 4, the new connection NL5 is between the exchange 2 and the customer site 4 produced.

Das Graft-Signal 6 verbindet die zwei Netze, die einerseits CS1, CS2, NN1, NL1 und NL2 aufweisen und andererseits EX1, EX2, EL1, CS3, CS4, NL3, NL4 und NL5 aufweisen an den Knoten CS1 und CS3, die am nähesten sind.The Graft signal 6 connects the two networks, which on the one hand CS1, CS2, N1, NL1 and NL2 and on the other hand EX1, EX2, EL1, CS3, CS4, NL3, NL4 and NL5 have at the nodes CS1 and CS3, the at nearest are.

In diesem Beispiel ist die Realisierbarkeitsbedingung nur, dass alle Kundenstandorte verbunden werden. Somit ist, obwohl die von dem Vermittlungssignal EX3 dargestellte Vermittlungsstelle 3 nicht verbunden ist und obwohl der von dem Knotensignal NN1 dargestellte Knoten 1 eine „Sackgasse" ist, das Netz noch immer realisierbar, da dies die Realisierbarkeitsbedingung, dass alle Kundenstandorte verbunden sind, nicht betrifft. Da jedoch der neue Knoten 1 als unnötig erscheint, kann es sein, dass das Elternnetz 1 kein optimales Netz ist, da es ein Herstellen der physikalischen Verbindung 1 und Endgeräteeinrichtungen an dem neuen Knoten 1 erfordert und diese Einrichtungen jedoch keine Funktion ausüben. Das Elternnetz 1 wäre hinsichtlich der Kosten nicht optimal, obwohl die redundante Verbindung 1 und der redundante Knoten 1 die Leistung des Rests des Systems nicht beeinträchtigen würden und das Netz hinsichtlich der Leistungskriteria erfolgreich sein kann.In In this example, the feasibility condition is just that all Customer sites are connected. Thus, although that of the Switching signal EX3 illustrated switching center 3 is not connected and although the node 1 represented by the node signal NN1 is a "dead end," the network is still always feasible, since this is the feasibility condition that all customer sites are connected, not affected. However, since the new node 1 as unnecessary appears, parent network 1 may not be an optimal network, since it is establishing the physical connection 1 and terminal equipment at the new node 1 requires and these facilities but no Exercise function. The parent network 1 would be not optimal in terms of cost, although the redundant connection 1 and the redundant node 1 the performance of the rest of the system do not interfere would and the network succeeds in terms of performance criteria can.

Der erste Baum der N-ten Generation kann gewählt werden, um die Basis der nächsten Generation darzustellen, da, obwohl das Netz, das er darstellt, nicht vollständig erfolgreich ist hinsichtlich der Kriteria von Leistungszielen, Kostenzielen und Zuverlässigkeitszielen, es realisierbar ist und andere Bäume der N-ten Generation Netze entstehen lassen können, die nicht viel besser sind gemessen an diesen Kriteria. Der erste Baum der N-ten Generation kann gewählt werden, die Basis der nächsten Generation zu bilden, wenn er im Vergleich zu anderen Bäumen derselben Generation relativ erfolgreich ist. Ein erfolgreicher Baum kann beschrieben werden als ein Baum, der sich, wenn er mit dem geeigneten vorgegebenen Tauglichkeitsparameter, Leistung, Zuverlässigkeit oder Kosten verglichen wird, in der oberen Gruppe oder Menge von Bäumen befindet, wie durch dieses Ziel gemessen. Ein identischer Baum in einer frühen Generation kann als die Tauglichkeitsprüfung bestehend angesehen werden, wohingegen derselbe identische Baum, der in einer späteren Generation erscheint, als ein untauglicher Baum betrachtet werden kann. In der frühen Generation kann der durchschnittliche Grad an Tauglichkeit der anderen Bäume niedrig sein, wohingegen in der späteren Generation die durchschnittliche Tauglichkeit der anderen Bäume hoch sein kann. Wenn sich Generationen entwickeln, wird erwartet, dass der durchschnittliche Grad an Tauglichkeit, wie von den Prüfparametern definiert, zunimmt. In dem Beispiel des ersten Baums der N-ten Generation ist es, da dies zu einem Netz führt, das die redun dante neue Verbindung 1 und den neuen Knoten 1 aufweist, über eine ausgedehnte Evolution einer großen Anzahl von Generationen unwahrscheinlich, dass dieser Baum überlebt, da an einer Stufe zu erwarten ist, dass er das Kostentauglichkeitskriteria aufgrund der unnötigen Errichtung der neuen Verbindung 1 und dem neuen Knoten 1 nicht erfüllt.The first tree of the Nth generation may be chosen to represent the base of the next generation because, although the network it represents is not completely successful in terms of criteria of performance goals, cost targets, and reliability objectives, it is feasible and other trees The Nth generation can create nets that are not much better measured by this criteria. The first tree of the Nth generation can be chosen to form the base of the next generation if it is relatively successful compared to other trees of the same generation. A successful tree may be described as a tree that, when compared to the appropriate predetermined fitness parameter, performance, reliability, or cost, is located in the upper group or set of trees as measured by that target. An identical tree in an early generation may be considered to pass the suitability test, whereas the same identical tree that appears in a later generation may be considered a disabled tree. In the early generation, the average degree of fitness of the other trees may be low, whereas in the later generation the average fitness of the other trees may be high. As generations evolve, the average level of fitness as defined by the test parameters is expected to increase. In the example of the first tree of the Nth generation, since this leads to a network having the redundant new connection 1 and the new node 1, it is an extensive evolution of a large It is unlikely that this tree will survive for a number of generations because a level is expected to fail the cost-fitness criterion due to the unnecessary establishment of the new connection 1 and the new node 1.

NEUSCHREIBEN VON BÄUMEN WÄHREND EINES CROSSOVERSrewriting OF TREES WHILE A CROSSOVER

In 23 erzeugt ein Crossover des Teilbaums 300 mit dem Elternbaum den Nachkommenbaum der N + 1-ten Generation, Nachkomme 2. Der Baumnachkomme 2 weist inkonsistente Verbindungsnummern auf, eine Verbindung 3 und eine Verbindung 4 in dem linken Teilbaum und eine weitere Verbindung 3 und eine weitere Verbindung 4 in dem rechten Teilbaum.In 23 creates a crossover of the subtree 300 The tree descendant 2 has inconsistent connection numbers, a connection 3 and a connection 4 in the left subtree and a further connection 3 and another connection 4 in the right subtree.

Ein Teilprozess zum Neuschreiben des entstehenden Nachkommenbaums, erzeugt durch Crossover, Mutation oder Permutation, geschieht wie folgt:One Subprocess for rewriting the resulting descendant tree, generated through crossover, mutation or permutation, happens as follows:

NEUSCHREIBEN VON KNOTENSIGNALENrewriting OF NODE SIGNALS

Es gibt vier Typen von Knotensignalen, die betrachtet werden müssen. Die Hauptprobleme entstehen, wenn das Knotensignal eine existierende Verbindung darstellt. Der Prozess zum Neuschreiben des Baums für jeden Typ von Knotensignal ist wie folgt. Für ein Knotensignal eines Kundenstandorts (d.h. dies ist ein Quell- oder Zielknoten, der als Teil der Spezifikation des zu betrachtenden ursprünglichen Netzproblems vorgeschrieben worden sein kann) ist keine Änderung erforderlich. Für einen existierenden Knoten (d.h. einen Knoten, der vorgeschrieben wurde nach der Spezifikation des ursprünglichen Netzproblems) wird geprüft, ob die Knotenidentitätsnummer nicht höher ist als der höchste fortlaufend nummerierte Knoten in dem Netz. Wenn sie höher ist, dann wird die Knotenidentitätsnummer von einem zufällig gewählten Knoten in dem Netz ersetzt.It There are four types of node signals that need to be considered. The Major problems arise when the node signal is an existing one Represents connection. The process of rewriting the tree for everyone Type of node signal is as follows. For a node signal of a customer site (i.e., this is a source or destination node that is part of the specification of the original to be considered Network problems) is no change required. For an existing node (i.e., a node that is mandatory became after the specification of the original network problem) becomes checked, whether the node identity number not higher is considered the highest consecutively numbered nodes in the network. If she is higher, then the node identity number becomes from a random one selected Nodes in the network replaced.

Für einen neuen Knoten (d.h. einen Knoten, der als ein zusätzlicher Knoten für das Netz zufällig erzeugt wurde) wird geprüft, ob die Knotenidentitätsnummer nicht höher ist als der höchste fortlaufend nummerierte Knoten in dem Netz. Wenn die Knotenidentitätsnummer höher ist, dann wird die Identitätsnummer in eine Nummer geändert, die um eins höher ist als der höchste fortlaufend nummerierte Knoten in dem Netz. Wenn zum Beispiel ein Netz M Knoten umfasst und die Knotenidentitätsnummer des neuen Knotens M + 5 ist, dann wird die Knotenidentitätsnummer auf M + 1 geändert. Dann wird eine Konsistenzprüfung durchgeführt, um sicherzustellen, dass alle anderen Referenzen zu dem neu nummerierten Knoten in dem Baum dieselbe Knotenidentitätsnummer und dieselben Charakteristiken aufweisen wie der Knoten, dessen Knotenidentitätsnummer verändert wurde.For one new node (i.e., a node serving as an additional node for the network fortuitously generated) is checked whether the node identity number not higher is considered the highest consecutively numbered nodes in the network. If the node identity number is higher, then the identity number changed into a number, the one higher is considered the highest consecutively numbered nodes in the network. If, for example, a Network M node includes and the node identity number of the new node M + 5, then the node identity number is changed to M + 1. Then will be a consistency check carried out, To make sure all the other references to the renumbered Nodes in the tree have the same node identity number and the same characteristics as the node whose node identity number has been changed.

Für eine existierende Verbindung, als ein Knotensignal dargestellt, wird, wenn die existierende Verbindungsnummer um eins höher ist als die höchste fortlaufend nummerierte Verbindung in dem Netz und eine leere Verbindung betrifft, eine neue zufällig erzeugte Verbindung mit derselben Nummer hergestellt. Wenn die Verbindungsnummer größer ist als die höchste fortlaufend nummerierte Verbindung in dem Netz, dann wird eine andere existierende Verbindung stattdessen aus dem Netz zufällig ausgewählt. Sobald sie gewählt ist, muss die existierende Verbindung selbst wie folgt überprüft werden, für den Fall, dass eine nicht korrigierte Verbindung gewählt wurde. Wenn die neu gewählte Verbindung eine Verbindung von einem Knoten zu sich selbst hat, dann wird sie verändert, so dass sie zu einem anderen zulässigen Knoten geht.For an existing one Connection, represented as a node signal, if the existing Connection number higher by one is considered the highest consecutively numbered connection in the network and an empty connection concerns, a new random created connection with the same number. If the connection number is larger as the highest consecutively numbered connection in the network, then becomes another existing connection is randomly selected from the network instead. As soon as she chose is, the existing connection itself must be checked as follows, for the Case that an uncorrected connection was selected. If the newly selected connection has a connection from a node to itself, then it becomes changed allowing them to another permissible one Knot goes.

Wenn die neu gewählte Verbindung auf Knoten verweist, deren Identitätsnummern größer sind als der höchste fortlaufend nummerierte Knoten in dem Netz, dann wird ein anderer Knoten in dem zulässigen Bereich von nummerierten Knoten zufällig ausgewählt und für den Knoten eingesetzt, dessen Identitätsnummer größer ist als der höchste fortlaufend nummerierte Knoten. Wenn der neu gewählte Verbindungstyp nicht gesetzt ist, dann wird er auf einen zufällig gewählten zulässigen Wert gesetzt.If the newly elected Connection to nodes whose identity numbers are larger as the highest consecutively numbered nodes in the network, then another Node in the allowed Range of numbered nodes randomly selected and used for the node whose identity number is larger as the highest consecutively numbered nodes. If the newly selected connection type is not set is, then he happens to be one selected permissible Value set.

Beispiel 2Example 2

In einem weiteren Beispiel, das in 25 und 26 gezeigt wird, wird eine Darstellung aus Netzsignalen erzeugt, die sich auf eine „vorher und nachher"-Netzkarte beziehen, die durch den bevorzugten Prozess erreicht wurde. 25 ist eine zufällig erzeugte Gestaltung in der anfänglichen Population. 26 zeigt die endgültige optimierte Gestaltung nach einer Evolution einer Anzahl von Generationen. Die gezeigten Darstellungen der Netze in den 25 und 26 enthalten selbst nicht alle Information zur Beschreibung der Netze. Die Kapazitäten und der Typ von Vermittlungsstellen und Kundenstandorten werden durch die Größe der visuellen Darstellungen dargestellt und die Kapazitäten der Verbindungen werden durch die Größendimensionen der Verbindungen dargestellt. Jedoch ist andere Information, die den Verbindungs- und Vermittlungsstellentypen entspricht, in den Verbindungs- und Knotensignalen enthalten, welche die Darstellungen der 25 und 16 unterstützen. Durch Ausdrucken der Verbindungs- und Knotendatensignale vom Computer kann eine vollständige Netzgestaltungsspezifikation erzeugt werden, einschließlich Vermittlungsstellen- und Verbindungstypen, Kapazitäten und andere physikalische Spezifikationen der Verbindungen und Vermittlungsstellen zusammen mit Anweisungen für ihre Verbindung mit dem Netz.In another example, that in 25 and 26 is shown, a representation is generated from network signals relating to a "before and after" network map achieved by the preferred process. 25 is a randomly generated design in the initial population. 26 shows the final optimized design after an evolution of a number of generations. The shown representations of the nets in the 25 and 26 do not themselves contain all the information needed to describe the nets. The capacities and type of exchanges and customer premises are represented by the size of the visual representations and the capacities of the connections are represented by the size dimensions of the connections. However, other information is the connection and mediation in the connection and node signals corresponding to the representations of the 25 and 16 support. By printing the connection and node data signals from the computer, a complete network design specification can be generated, including switch and connection types, capacities, and other physical specifications of the connections and exchanges together with instructions for their connection to the network.

Unter Bezugnahme auf 27 wird eine Darstellung von anfänglichen Netzbeschränkungssignalen und anfänglichen Annahmedatensignalen gezeigt, in der Form einer Anzeige, die Kundenstandorte, existierende Vermittlungsstellen und existierende Verbindungen zeigt.With reference to 27 FIG. 4 shows a representation of initial network restriction signals and initial acceptance data signals, in the form of a display showing customer locations, existing exchanges, and existing connections.

In 28 wird eine Darstellung eines Satzes von Netzsignalen einer ersten Generation gezeigt, die einem ersten Generationsbaum entsprechen. Es gibt eine große Redundanz von Knoteneinrichtungen und Verbindungen in den Netzsignalen, die aus einem optimierten Baum abgeleitet werden, der einer Evolution über eine Anzahl von Generationen unterzogen wurde.In 28 A representation of a set of first generation network signals corresponding to a first generation tree is shown. There is a great deal of redundancy of node devices and links in the network signals derived from an optimized tree that has undergone evolution over a number of generations.

Die optimierten Netzdatensignale, die visuell auf einer Anzeigevorrichtung in 29 angezeigt werden, umfassen eine reduzierte Anzahl von Knoteneinrichtungen und Verbindungen im Vergleich zu den Netzdatensignalen der ersten Generation. Ein Telekommunikationsnetz wird gemäß den optimierten Netzdatensignalen aufgebaut.The optimized network data signals displayed visually on a display device in 29 are displayed include a reduced number of node devices and connections compared to the first generation network data signals. A telecommunications network is set up in accordance with the optimized network data signals.

Claims

A method of designing a telecommunications network having a plurality of switching nodes interconnected by a plurality of links, the method comprising the steps of: (a) establishing ( 155 ) an initial current population of randomly generated tree structures, each tree structure representing a respective respective network design, through the substeps (a1) generating ( 140 ) a tree structure by (a1.1) randomly selecting the maximum number of levels that the tree structure may comprise, and starting with the root node of the tree structure (a1.2) defining the role of a node of the tree structure by randomly selecting a signal of a tree A set of signals, including switch node signals and link signals, each link node signal having a plurality of arguments, each argument specifying a respective tree node in a next lower level of the tree structure, (a1.3) repeating for each such argument the tree structure of the substep (a1.2 ) until either all leaf nodes of the tree structure are switch node signals, or growing the tree structure would exceed the maximum number of levels; (a2) applying a network feasibility check ( 149 ) according to one or more network feasibility criteria to the network design represented by the resulting tree structure; (a3) selecting this tree as an element of the initial population when passing the mesh feasibility check of substep (a2); (a4) cyclically repeating sub-steps (a1) to (a3) until the population reaches a predetermined size; (b) Rate ( 151 ) of the respective fitness values of networks represented by tree structures of the current population; (c) assign ( 153 ) a selection probability to each of the evaluated respective network designs according to their respective fitness values; (d) building ( 155 ) a new current population of tree structures having tree structures generated by genetic evolution from the old current population of tree structures, including reproducing a tree structure selected from the current population according to its probability of selection; (e) cycling steps (b), (c) and (d) until an end criterion is met; and (f) selecting the network design with the best fitness value.

The method of claim 1, wherein the evaluating step (b) comprises the substeps of: (b1) applying a network feasibility check ( 149 ) according to one or more network feasibility criteria to the networks represented by the tree structures of the current population; and (b2) rate ( 151 ) of the respective fitness values of only the networks which pass the network feasibility check of substep (b1).

Method according to claim 1 or claim 2, wherein the evaluating step (b) comprises checking the fitness values with regard to a given suitability criterion, and wherein the assigning step (c) and the genetic evolution of step (d) is performed only on the individuals whose corresponding Network designs pass this suitability test.

Method according to claim 3, wherein the predetermined fitness criterion has costs.

Method according to claim 3 or claim 4, wherein for each of the tree structures of a current population is the switching node signals respective tree node identifiers according to a particular one of specified tree applied tree pass agreement and the connection signals are respective tree node identifiers according to this Specified tree pass agreement, and wherein the step (d) the substeps comprise: (d1) Replacing a subtree a first of the tree structures with a subtree of a second the tree structures, wherein the first and the second tree structure as parent tree structures and thereby generating two progeny tree structures the new current population, being in the offspring tree structures each switch node signal and each link signal its respective tree node identifier, specified as parent Identifier, corresponding to the parent tree, of the signal was taken (d2) verify for each of newly generated progeny tree structures, that each of the switching node signals and connection signals the respective progeny tree structure a respective parent-specified Having identifiers identical to the identifier, the identifier identified as a progeny-specified identifier from the tree pass agreement for this Switch node signal or link signal in the newly created Descendant tree structure is specified; and (d3) in the Case that substep (d2) detects that a switch node signal or link signal of one of the progeny tree structures not having any parent-specified identifier identical to the corresponding progeny-specified identifier is, change all occurrences of the nonidentical parent-specified identifier in the progeny tree structure in the corresponding progeny-specified Identifier.

Method according to claim 5, where for each of the tree structures of the current population is assigned Tree node identifier of the switching node signals sequential Indices are and the assigned tree node identifiers of the connection signals are sequential indices.

Method according to one the claims 1 to 6, wherein each connection signal has a left argument and a has right argument and either a connection signal or may be a graft signal; each of the arguments of the connection signal may be a switching node signal or a connection signal; and each of the arguments of the graft signal is a graft signal or may be a connection signal.

Method according to claim 7, wherein the connection signals information about physical Connecting devices and their connection pattern with switching equipment describe and the graft signals the connection of physical Connections or subnets to switching node devices describe.

A method according to claim 7 or claim 8, wherein the substep (a2) for transforming a tree structure into the network design which it represents and to which the network feasibility check is applied comprises the substeps of: (a2.1) traversing the tree structure and upon encountering one of a tree node formed a connection signal; (a2.2) if this connection signal is a graft signal, look for respective subtrees formed by the left and right arguments of this connection signal to find each connection existing therebetween (a2.2.1) if no such connection exists between the respective ones Partial trees is found, generating a new connection between an external tree node of one of the respective subtrees and an external tree node of the other of the respective subtrees; (a2.3) if this connection signal is a connection signal, searching for the respective subtrees to identify any existing connection between a first switching node signal of the subtree constituted by the left argument of this connection signal and a second different switching node signal of the respective subtree selected from the one right argument this connection signal is formed, too find (a2.3.1) if no such connection is found between the first and second switching node signals, generating a new connection between the first and second switching node signals; and (a2.4) if no second different switching node signal is found in the subtree formed by the left argument of that link signal, converting the link signal to a graft signal and performing substep (a2.2).

Method according to claim 9, wherein the sub-step (a2.2.1) has a selection of the external Tree node of the respective subtrees on the basis of the shortest physical distance between actual telecommunications network nodes, which are represented by external tree nodes of the respective subtrees.

Method according to claim 10, wherein in the substep (a2.2.1), when the shortest physical Distance greater than a predetermined value is the creation of a new connection between the selected external tree node comprises generating a tree node, the is formed by a switching node signal and a switching node between the actual Telecommunication network node represents that of external tree nodes the respective subtrees being represented.

Method according to one the claims 7 to 11, wherein the connection signals are used to generate subtrees, and the graft signals are used to put the subtrees into one To connect the whole tree structure with a single root.

Computer-readable medium with computer-executable Program instructions for carrying out the Method of one of the claims 1 to 12.

Computer system used to carry out the process of the claims 1 to 12 is programmed.